Uma nova técnica baseada em nanotecnologia para regular o açúcar no sangue em diabéticos pode dar aos pacientes a capacidade de liberar insulina sem dor usando um pequeno dispositivo de ultrassom, permitindo que eles passem dias entre as injeções - em vez de usar agulhas para administrar várias injeções de insulina a cada dia. A técnica foi desenvolvida por pesquisadores da North Carolina State University e da University of North Carolina em Chapel Hill.

"Esperançosamente, este é um grande passo para dar aos diabéticos um método mais indolor de manter níveis saudáveis ​​de açúcar no sangue, "diz o Dr. Zhen Gu, autor sênior de um artigo sobre a pesquisa e professor assistente no programa conjunto de engenharia biomédica na NC State e UNC-Chapel Hill.

A técnica envolve a injeção de nanopartículas biocompatíveis e biodegradáveis ​​na pele do paciente. As nanopartículas são feitas de ácido poli (lático-co-glicólico) (PLGA) e são preenchidas com insulina.

Cada uma das nanopartículas de PLGA recebe um revestimento carregado positivamente feito de quitosana (um material biocompatível normalmente encontrado em cascas de camarão), ou um revestimento carregado negativamente feito de alginato (um material biocompatível normalmente encontrado em algas marinhas). Quando a solução de nanopartículas revestidas é misturada, os revestimentos carregados positiva e negativamente são atraídos um pelo outro pela força eletrostática para formar uma "nano-rede". Uma vez injetado na camada subcutânea da pele, essa nanorrede mantém as nanopartículas juntas e evita que elas se dispersem por todo o corpo.

As nanopartículas de PLGA revestidas também são porosas. Uma vez no corpo, a insulina começa a se difundir a partir das nanopartículas. Mas a maior parte da insulina não vai muito longe - ela está suspensa em um reservatório de fato na camada subcutânea da pele pela força eletrostática da nanorrede. Isso basicamente cria uma dose de insulina que está simplesmente esperando para ser liberada na corrente sanguínea.

Quando um paciente tem diabetes tipo 1 ou tipo 2 avançado, seu corpo precisa de insulina adicional, um hormônio que transporta glicose - ou açúcar no sangue - da corrente sanguínea para as células do corpo. Esses pacientes com diabetes devem injetar insulina conforme necessário para garantir que seus níveis de açúcar no sangue estejam na faixa "normal". Contudo, essas injeções podem ser dolorosas.

Usando a nova tecnologia desenvolvida pela equipe de Gu, um paciente com diabetes não precisa injetar uma dose de insulina - ela já está lá. Em vez de, os pacientes podem usar um pequeno, dispositivo portátil para aplicar ondas de ultrassom focalizadas ao local da nanorrede, liberando sem dor a insulina de seu reservatório de fato na corrente sanguínea.

Os pesquisadores acreditam que a técnica funciona porque as ondas de ultrassom excitam bolhas microscópicas de gás no tecido, interrompendo temporariamente a nanorrede na camada subcutânea da pele. Essa interrupção separa as nanopartículas, relaxar a força eletrostática exercida sobre a insulina no reservatório. Isso permite que a insulina comece a entrar na corrente sanguínea - um processo acelerado pelo efeito das ondas de ultrassom que impulsionam a insulina.

"Nós sabemos que essa técnica funciona, e achamos que é assim que funciona, mas ainda estamos tentando determinar os detalhes precisos, "diz o Dr. Yun Jing, professor assistente de engenharia mecânica na NC State e autor co-correspondente do artigo.

Quando o ultrassom é removido, a força eletrostática se reafirma e junta as nanopartículas da nanorrede. As nanopartículas, então, difundem mais insulina, reabastecer o reservatório.

"Fizemos testes de prova de conceito em ratos de laboratório com diabetes tipo 1, "Gu diz." Descobrimos que esta técnica consegue uma rápida liberação de insulina na corrente sanguínea, e que as nano-redes contêm insulina suficiente para regular os níveis de glicose no sangue por até 10 dias. "

"Quando a insulina acabar, você tem que injetar uma nova nano-rede, "diz Jin Di, autor principal do artigo e Ph.D. estudante no laboratório de pesquisa de Gu. "A nano-rede anterior é dissolvida e totalmente absorvida pelo corpo em poucas semanas."

"Este avanço certamente dará a milhões de pessoas com diabetes em todo o mundo a esperança de que dias melhores virão, "diz o Dr. John Buse, diretor do Centro de Tratamento de Diabetes da UNC-Chapel Hill e vice-diretor do Prêmio NIH de Ciências Clínicas e Translacionais da UNC-Chapel Hill. "Devemos trabalhar para traduzir esses empolgantes estudos de laboratório para a prática clínica."