Cápsula ingerible administra medicamentos directamente en las paredes del tracto gastrointestinal

Los medicamentos que consisten en proteínas grandes o ARN generalmente no son adecuados para la administración oral, ya que se descomponen fácilmente en el sistema digestivo. Durante varios años, los investigadores del MIT (Cambridge, MA, EUA) han estado explorando métodos para administrar estos medicamentos por vía oral al envolverlos en pequeños dispositivos que los protegen de la degradación y los administran directamente al revestimiento del tracto digestivo. La mayoría de estos dispositivos utilizan pequeñas agujas o microagujas para inyectar los medicamentos una vez que el dispositivo llega al sistema digestivo. Ahora, los investigadores del MIT, junto con colaboradores del Brigham and Women's Hospital (Boston, MA, EUA) y Novo Nordisk (Bagsværd, Dinamarca), han desarrollado una cápsula bioinspirada que puede bombear medicamentos directamente a las paredes del tracto gastrointestinal. El dispositivo sin aguja podría usarse para administrar insulina, anticuerpos, ARN u otras moléculas grandes sin causar ningún daño al tejido.

Inspirándose en los cefalópodos, como los calamares y los pulpos, que utilizan chorros de agua para propulsarse en el agua y crear nubes de tinta para evadir a los depredadores, los investigadores desarrollaron una cápsula ingerible que libera una ráfaga de fármacos directamente en la pared del estómago u otras partes del tracto digestivo. Esta innovadora cápsula podría proporcionar una alternativa a los fármacos inyectables, como la insulina, las proteínas grandes como los anticuerpos e incluso las terapias de ARN como las vacunas o los tratamientos para enfermedades como la diabetes, la obesidad y otros trastornos metabólicos. Esta estrategia sin agujas, detallada en un artículo publicado en la revista Nature, podría revolucionar la administración de medicamentos.

El equipo diseñó dos mecanismos para replicar la acción de propulsión de los calamares y pulpos. Estos mecanismos utilizan dióxido de carbono comprimido o resortes fuertemente enrollados para generar la fuerza necesaria para expulsar medicamentos líquidos desde la cápsula. El gas o resorte se mantiene comprimido por un activador de carbohidratos, que se disuelve cuando se expone a la humedad o las condiciones ácidas del estómago. Una vez que el activador se disuelve, el gas o resorte se expande, impulsando el medicamento fuera de la cápsula. En experimentos con tejido del tracto digestivo, los investigadores determinaron la presión necesaria para expulsar los medicamentos con la fuerza suficiente para penetrar el tejido submucoso, creando un depósito que posteriormente libera los medicamentos de forma gradual.

Las cápsulas también han sido diseñadas para dirigirse a diferentes secciones del tracto digestivo. Una versión, con un fondo plano y una cúpula alta, está destinada al revestimiento del estómago, donde se asienta y expulsa el fármaco hacia abajo en el tejido. Esta cápsula, del tamaño de un arándano, contiene 80 microlitros de fármaco. Otra versión, con forma de tubo, se alinea con órganos más largos, como el esófago o el intestino delgado, expulsando el fármaco hacia la pared lateral. Esta versión puede administrar 200 microlitros de fármaco. Fabricadas de metal y plástico, las cápsulas pueden pasar por el sistema digestivo y se excretan después de administrar el fármaco.

En las pruebas con animales, las cápsulas administraron con éxito insulina, un agonista del receptor GLP-1 similar al medicamento para la diabetes Ozempic, y ARN interferente corto (siRNA), que puede silenciar genes y es potencialmente útil para tratar trastornos genéticos. Los investigadores encontraron que la concentración de los medicamentos en el torrente sanguíneo de los animales era comparable a los niveles observados cuando los medicamentos se administraban mediante inyección, y no se observó daño en los tejidos. El equipo prevé que los pacientes utilicen las cápsulas en casa para la administración frecuente de insulina u otros fármacos inyectables, ofreciendo una alternativa menos invasiva y más cómoda a las inyecciones. Además, este enfoque elimina la necesidad de desechar agujas afiladas. Los investigadores también crearon una versión del dispositivo que se puede conectar a un endoscopio, lo que permite a los médicos administrar fármacos directamente durante endoscopias o cirugías. El equipo planea seguir desarrollando las cápsulas y espera comenzar a probarlas en humanos pronto.

“Esta tecnología supone un gran avance en la administración oral de fármacos de macromoléculas como la insulina y los agonistas del GLP-1. Aunque en el pasado se han probado muchos métodos de administración oral de fármacos, suelen ser poco eficientes en lograr una alta biodisponibilidad”, dijo Omid Veiseh, profesor de bioingeniería en la Universidad Rice, suelen ser poco eficientes en lograr una alta biodisponibilidad “Aquí, los investigadores demuestran la capacidad de proporcionar biodisponibilidad en modelos animales con alta eficiencia. Se trata de un método interesante que podría tener un impacto significativo en muchos biológicos que actualmente se administran mediante inyecciones o infusiones intravenosas”.

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