Insulin zum Schlucken: Diabetiker können künftig womöglich auf das tägliche Spritzen verzichten. Denn Forscher haben endlich eine Methode entwickelt, wie das Blutzucker-regulierende Insulin auch oral verabreicht werden kann. In ihrer Tablette schafft es das Hormon dank einer speziellen Formulierung ohne Probleme vom Mund durch Magen und Darm und von dort in den Blutkreislauf. In ersten Tests mit Tieren hat sich die Insulin-Pille bereits als wirkungsvoll erwiesen.
Für Menschen mit Diabetes Typ 1 und starkem Diabetes Typ 2 ist sie ein steter Begleiter: die Insulin-Spritze. Weil die Insulin-produzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse bei ihnen nicht mehr richtig funktionieren, müssen sich die Patienten dieses wichtige Hormon selbst injizieren. Nur dank des regelmäßigen Spritzens ist ihr Körper ausreichend mit Insulin versorgt – und der Zucker kann aus dem Blut in die Zellen transportiert werden, wo er zur Energiegewinnung benötigt wird.
Der Haken an der Sache: Die Prozedur ist alles andere als angenehm. „Viele Menschen scheuen die Schmerzen und haben regelrechte Angst vor der Nadel oder sie empfinden das Spritzen im Alltag als störend“, sagt Samir Mitragotri von der Harvard University in Cambridge. Als Folge vernachlässigen manche Patienten die Blutzuckerkontrolle – und riskieren damit Komplikationen wie eine lebensbedrohliche Überzuckerung.
Unmögliches möglich gemacht
Es scheint daher nur naheliegend, dass Mediziner die Insulingabe für Betroffene leichter und angenehmer gestalten möchten: Wie praktisch wäre es etwa, wenn sich das Insulin einfach in Tablettenform einnehmen ließe? Doch dieser Ansatz schien aus zwei Gründen lange Zeit nicht realisierbar: Zum einen überlebt das proteinbasierte Hormon die saure Umgebung des Magens nicht, zum anderen kann es vom Organismus nur schwer aus dem Darm aufgenommen werden.
Mitragotri und seinen Kollegen um Erstautorin Amrita Banerjee von der University of California in Santa Barbara ist das vermeintlich Unmögliche nun aber doch gelungen. Sie haben eine Methode gefunden, wie Insulin oral verabreicht werden kann. Ihr Ansatz: Damit das Insulin die Reise vom Mund in den Körper schafft, muss dem Botenstoff einfach die richtige Ausrüstung mit auf den Weg gegeben werden.
Reise mit Hindernissen
In der Insulin-Tablette der Forscher wird das Hormon in einer ionischen Flüssigkeit aus Cholin und Geraniumsäure transportiert. Diese wird dann in einer Kapsel mit magensaftresistenter Ummantelung verpackt. „Einmal eingenommen, muss das Insulin eine Reihe von Hindernissen überwinden, bevor es in den Blutkreislauf gelangt“, sagt Mitragotri. „Wir geben der Pille dafür sozusagen ein Schweizer Messer mit. Sie hat für jedes Hindernis ein spezielles Werkzeug zur Verfügung.“
Mit der säureresistenten Ummantelung ist die erste Herausforderung gemeistert: Das Insulin kann von der Magensäure nicht mehr zerstört werden. Dieser schützende Mantel löst sich erst in der alkalischeren Umgebung des Dünndarms auf – der Inhalt der Kapsel wird frei. Normalerweise würde das Insulin jetzt von Enzymen angegriffen werden, die das Protein in Aminosäuren zerlegen wollen. „Das von der Flüssigkeit getragene Insulin bleibt aber stabil“, berichtet Banerjee.
Es funktioniert!
Die Cholin-Geraniumsäure-Formulierung ermöglicht den Wissenschaftlern zufolge auch die Überwindung der letzten beiden Barrieren: die Schleimhaut und die sogenannten Tight junctions der Darmwand, die für viele Stoffe nicht oder nur schwer passierbar sind.
Doch wie gut funktioniert das mit dem Allzweck-Werkzeug ausgestattete Insulin wirklich? Das testete das Forscherteam bei ersten Versuchen mit Ratten. Es zeigte sich: Der Glucose-Spiegel der Tiere ließ sich durch das oral verabreichte Hormon signifikant senken. Demnach hielt dieser Effekt bis zu zwölf Stunden lang an – und damit sogar länger als bei subkutan injiziertem Insulin.
„Bemerkenswerte Ergebnisse“
„Diese Ergebnisse sind bemerkenswert und belegen, dass in Kombination mit einer ionischen Flüssigkeit oral verabreichtes Insulin mindestens genauso gut wirkt wie die konventionelle Injektion“, konstatiert der nicht an der Studie beteiligte Mark Prausnitz vom Georgia Institute of Technology in Atlanta.
Daneben verfügt die Insulin-Tablette über weitere Eigenschaften, die für einen möglichen Einsatz in der Praxis wichtig sind: Sie ist biokompatibel und kann außerdem bei Raumtemperatur zwei Monate lang und gekühlt mindestens vier Monate lang aufbewahrt werden, wie weitere Experimente offenbarten.
Bereit für die Praxis?
Banerjee und ihre Kollegen arbeiten nun daran, ihre chemische Formulierung eingehender zu testen und eine Genehmigung für klinische Studien mit Menschen zu bekommen. Bewährt sich die Insulin-Tablette auch in diesem finalen Schritt, könnte Millionen von Zuckerkranken künftig die Spritze erspart bleiben – und damit womöglich auch eine Reihe schwerwiegender Komplikationen vermieden werden.
Daneben könnten auch Patienten mit anderen Erkrankungen auf lange Sicht von der Entdeckung der Forscher profitieren. Denn der Ansatz eignet sich nicht nur für die Gabe von Insulin – andere proteinbasierte Medikamente lassen sich theoretisch ebenfalls auf diese Weise verabreichen. (Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018; doi: 10.1073/pnas.1722338115)
(PNAS/ Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, 26.06.2018 – DAL)
