Engenheiros da Universidade de Stanford desenvolveram uma tecnologia de armazenamento de hidrogel injetável que permite que o medicamento GLP-1 seja injetado a cada quatro meses, em comparação com injeções repetidas todos os dias. Este medicamento de injeção única à base de hidrogel pode reduzir significativamente a frequência da intervenção terapêutica, melhorar significativamente a qualidade de vida dos pacientes e reduzir as complicações do tratamento do diabetes.

Engenheiros de materiais da Universidade de Stanford desenvolveram um novo sistema de administração de hidrogel que converte injeções diárias ou semanais de medicamentos para diabetes e controle de peso (como Ozempic, Mounjaro, Trulicity, Victoza, etc.) em injeções a cada quatro meses. Os pesquisadores acreditam em um novo estudo publicado na Cell Reports Medicine em 21 de novembro que este sistema melhorará muito o diabetes e o controle de peso, aumentará a adesão à medicação do paciente e ajudará os pacientes com diabetes tipo 2 a melhorar a saúde a longo prazo.

Essas drogas funcionam imitando o hormônio peptídeo 1 semelhante ao glucagon (GLP-1). Mas embora esses medicamentos possam ajudar as pessoas a controlar a dieta e o peso, as injeções diárias ou semanais podem ser um fardo para muitos pacientes.

Eric Appel, professor associado do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Stanford e investigador principal do novo hidrogel, disse: “A adesão ao tratamento é um dos maiores desafios no tratamento do diabetes tipo 2. Apenas três injeções por ano tornarão mais fácil para os pacientes com diabetes ou obesidade aderirem à medicação.

500 milhões de pessoas em todo o mundo têm diabetes tipo 2, incluindo 130 milhões só nos Estados Unidos. Estima-se que o custo anual do tratamento nos Estados Unidos chegue a 400 mil milhões de dólares. O GLP-1, um medicamento lançado recentemente, tem sido aclamado como um “droga milagrosa” que tem poucos efeitos colaterais e pode controlar eficazmente a ingestão de energia, ajudando os pacientes a aumentar a saciedade, reduzir a fome e atingir outros efeitos dietéticos relacionados à recompensa.

Novo hidrogel nanocompósito

O segredo dos hidrogéis reside nas propriedades físicas únicas das nanopartículas em seu núcleo. Os hidrogéis não são novos – por exemplo, as lentes de contacto que muitas pessoas usam hoje em dia são feitas deles – mas estes hidrogéis são concebidos para resistir ao rasgo e manter a sua forma. O hidrogel é projetado com polímeros e nanopartículas fracamente ligadas entre si, de modo que permanecem juntos como um gel, mas se dissipam lentamente com o tempo. Hidrogéis são redes de cadeias poliméricas e nanopartículas que mantêm as moléculas do medicamento no lugar até que a rede se dissolva, liberando o medicamento.

“Nosso hidrogel derrete ao longo de meses, como um cubo de açúcar na água, dissolvendo-se molécula por molécula”, explica Appel. "Costumo dizer que o hidrogel é mantido unido por uma espécie de velcro molecular que adere bem, mas pode ser facilmente separado."

O novo hidrogel, tecnicamente conhecido como hidrogel de nanopartículas de polímero (PNP), tem fluxo de fluido "apenas suficiente" para ser facilmente injetado com uma agulha disponível no mercado, e é semelhante a um gel e estável o suficiente no corpo para durar até quatro meses. As moléculas do medicamento GLP-1 são formuladas no hidrogel. Com o tempo, o hidrogel derrete lentamente e as moléculas do medicamento também são embaladas.

O seu médico injetará um pequeno pedaço de hidrogel contendo o medicamento em um local conveniente sob a pele, como a axila. Para os engenheiros, a chave era projetar o hidrogel de modo que fosse pequeno o suficiente para ser confortável e discreto para o paciente, mas grande o suficiente e durável o suficiente para durar quatro meses completos. Appel acredita que sua equipe conseguiu essa medida de controle.

“Escolhemos o período de quatro meses para coincidir com o momento em que as pessoas realmente consultariam seu médico ou endocrinologista, e é por isso que fomos tão específicos sobre o período de liberação”, disse Appel.

O potencial é promissor

Até agora, a equipe testou o novo sistema de administração de medicamentos em ratos de laboratório com grande sucesso. Uma única injeção desta terapia à base de hidrogel melhorou o açúcar no sangue e o controle do peso em ratos, em comparação com as injeções diárias de um importante medicamento comercial.

Embora este hidrogel específico tenha sido projetado especificamente para um regime de testes de GLP-1 de quatro meses, a equipe ajustou com sucesso o prazo de lançamento para variar de alguns dias a seis meses. Este sistema tem sido utilizado em outras proteínas, vacinas e até células terapêuticas, e há evidências de que os medicamentos GLP-1 também reduzem o risco de doenças cardiovasculares. Todos estes sinais apontam para aplicações potenciais deste sistema de administração de medicamentos para outros medicamentos e outras condições. Resultados muito promissores foram obtidos até em crianças com diabetes tipo 1.

Em seguida, os pesquisadores irão testá-lo em porcos, cuja pele e sistemas endócrinos são mais semelhantes aos dos humanos. Se estes ensaios correrem como planeado, poderemos ver ensaios clínicos em humanos dentro de um ano e meio a dois anos.

“No mínimo, abrimos caminho para a liberação prolongada de tratamentos antidiabéticos e antiobesidade baseados em GLP-1, que poderiam ter efeitos benéficos no tratamento do diabetes tipo 2 e talvez de outras doenças”, disse Appel.