의사인 어머니는 주사를 두려워하지 않습니다. 하지만 얼마 전 새로 진단받은 당뇨병 때문에 매일 인슐린을 주사하기 시작했을 때, 주사는 짜증나는 귀찮은 일이 되었습니다.

주사는 인슐린, 항체, RNA 백신, Ozempic과 같은 GLP-1 약물 및 기타 대형 분자를 전달하는 표준적인 방법입니다. 아스피린과 같은 작은 화학 물질과 비교할 때 이러한 약물은 종종 알약으로 복용하면 쉽게 파괴되는 분자를 포함하므로 주사가 가장 좋은 옵션입니다.

하지만 아무도 바늘을 좋아하지 않습니다. 불편함을 제쳐두고, 바늘은 감염, 피부 자극 및 기타 부작용을 일으킬 수도 있습니다. 과학자들은 오랫동안 다른 약물 전달 옵션(가장 일반적으로는 알약)을 사용한 주사를 피하려고 노력해 왔지만, 단점을 극복할 수 있다면 그렇게 하려고 했습니다.

이번 달 , MIT와 제약 회사 노보 노디스크의 연구진은 오징어에서 영감을 얻어 위와 소화계의 다른 부위에서 터지는 섭취 가능 캡슐을 개발했습니다.

이 알약은 오징어와 같은 제트기를 모방하여 조직에 화물을 "분사"합니다. 두 가지 분사 메커니즘을 사용합니다. 하나는 위와 대장과 같은 더 큰 장기에서 가장 잘 작동합니다. 다른 하나는 식도와 같은 더 좁은 장기에 치료를 제공합니다.

연구자들은 "이러한 혁신적인 장치는 최소한의 통증과 바늘 없이 약물을 장으로 직접 전달합니다" 라고 적었습니다 . 개와 돼지에서 테스트했을 때, 이 시스템은 주사와 비슷한 양으로 인슐린, GLP-1 유사 호르몬, RNA 기반 분자를 표적 조직에 전달했습니다.

배달 두통

백신, 항체 또는 암 치료를 위한 주사를 맞는 것은 스트레스가 될 수 있습니다. 하지만 이러한 약물이 알약이 아닌 주사를 필요로 하는 데는 이유가 있습니다. 이들은 보통 더 큰 생물학적 분자로 구성되어 있기 때문입니다. 여기에는 단백질과 다른 복잡한 분자에 의존하는 항체 또는 RNA 기반 백신이 포함됩니다. 이를 알약으로 전달하는 것은 매우 어렵습니다.

삼키면 큰 분자는 종종 소화 효소나 간에 의해 빠르게 파괴되어 효능이 제한되고 잠재적인 부작용의 가능성이 커집니다. 하지만 물론 알약은 주사를 맞는 것보다 복용하기 쉽습니다. 그래서 과학자들은 어려움에도 불구하고 오랫동안 백신 및 기타 약물에 대한 주사를 대체할 수 있는 알약을 만들려고 노력해 왔습니다.

잉크젯 오징어

새로운 연구에서는 오징어, 문어, 오징어에서 영감을 얻었습니다.

이 생물들은 잉크젯의 압력과 방향을 조절하는 능력이 다양합니다. 연구팀은 위장관(GI)에 약물을 분배하는 동일한 아이디어를 활용했습니다. 약물을 조직에 직접 분사하면 신체가 분해하기 전에 더 많이 흡수될 수 있습니다.

"여기서 제가 중요하게 생각하는 한 가지 측면은 GI관이" 많은 부분으로 구성되어 있고, 각각 고유한 과제가 있다는 것입니다. 연구 저자인 Giovanni Traverso가 Nature 에 말했습니다 . 예를 들어, 위는 풍선과 같고, 장은 더 힘줄이 많습니다. 이러한 차이점은 치료가 효과를 발휘하기 위해 약간 다른 압력이 필요합니다. 일반적으로 압력이 너무 높으면 조직이 손상될 위험이 있습니다. 압력이 너무 낮아도 충분한 약물을 전달할 수 없기 때문에 해롭습니다. 스프레이 방향도 중요합니다.

Traverso는 "우리가 한 작업의 일부는 제트가 조직을 통과할 수 있도록 얼마나 많은 힘을 가해야 하는지 정의하는 것이었습니다." 라고 말했습니다 . 그들은 위장관의 각 부분이 약물을 흡수하는 방식을 알아내어 손상 없이 흡수 수준을 조절할 수 있었습니다. 그 다음, 그들은 오징어와 문어가 잉크를 투사하는 방식을 모방한 섭취 가능한 캡슐을 설계했습니다.

이 설계에는 두 개의 분사 시스템이 있습니다. 하나는 코일 스프링으로 구동되고 다른 하나는 압축 이산화탄소로 구동되며 습도나 산에 의해 방출되어 다양한 조직을 표적으로 삼을 수 있습니다. 약물은 일반 크기의 알약에 캡슐화되어 있습니다. 한 분사는 약물을 위와 같은 큰 장기로 분사합니다. 다른 분사는 소장을 포함한 더 작은 GI 경로를 표적으로 삼습니다.

프라임 딜리버리

이 팀은 개념 증명의 일환으로 자신들의 시스템을 사용해 당뇨병과 유사한 질환을 앓고 있는 개와 돼지에게 인슐린을 투여했습니다.

한 실험에서, 이 시스템은 테스트 약물의 수치를 극적으로 증가시켰는데, 매일 인슐린 주사와 비슷한 효과가 있었습니다. GLP-1 약물, RNA 유형 요법, 항체(감염과 암을 퇴치하는 단백질)와 같은 다른 약물도 주사와 비슷한 수치로 축적되었습니다. 약물을 방출한 후, 생체적합성 캡슐은 소화관을 통과했습니다.

이 방법이 사람에게 효과가 있을지는 아직 알 수 없습니다. 하지만 이 연구는 언젠가 바늘을 알약으로 바꿀 수 있을 것이라고 시사합니다.

연구 저자인 그레이엄 아릭은 보도자료에서 "조직과 긴밀하게 접촉해야 하는 작은 바늘과 달리, 제트기는 대부분의 복용량을 멀리서 또는 약간 각도를 이루어 전달할 수 있다는 것을 실험 결과에서 확인했습니다." 라고 밝혔습니다 .

이런 약은 매일 인슐린이나 다른 주사약을 복용해야 하는 사람들이 집에서 사용할 수 있어 만성질환을 관리하기가 더 쉬워질 것입니다.

연구에 참여하지 않은 라이스 대학교의 오미드 바이세는 보도자료에서 "이것은 주사해야 하는 많은 생물학적 제제에 영향을 미칠 수 있는 흥미로운 접근 방식" 이라고 말했습니다 . "이것은 경구 약물 전달에서 상당한 도약입니다."

이미지 크레디트: Unsplash 의 Meressa Chartrand