Инсулиновые таблетки? Клетки кишечника могут всасывать более крупные частицы, чем полагалось ранее

Главная / Новости здравоохранения / Инсулиновые таблетки? Клетки кишечника могут всасывать более крупные частицы, чем полагалось ранее

Инсулиновые таблетки? Клетки кишечника могут всасывать более крупные частицы, чем полагалось ранее

Новое исследование показало, что тонкий кишечник использует больше клеток, чем полагали ученые, для всасывания достаточно больших микросферических частиц, которые могут содержаться в терапевтических белковых препаратах, таких как инсулин. Данные, полученные на крысах, опубликованы в the Proceedings of the National Academy of Sciences, и потенциально могут использоваться для разработки подобного средства для перорального применения.

Согласно новому исследованию, тонкий кишечник задействует большее количество клеток и механизмов, чем считалось ранее, для поглощения относительно крупных частиц, таких как капсулированный инсулин. Выводы, опубликованные 5 августа 2013, в the Proceedings of the National Academy of Sciences, предоставляют новые возможности производителям лекарств для увеличения всасывания пероральных препаратов.

С помощью крыс ученые из Университета Уэйна провели оценку кишечного всасывания и распределения полистирольных сфер диаметром от 0,5 до 5 мкм по всему организму. Они обнаружили, что:

Значительная часть всасывания происходит с помощью эндоцитоза в клетках, называемых энтероцитами.

Ранее полагалось, что частицы такого размера всасывались с помощью фагоцитоза в "микроскладчатые клетки", или М-клетки, которые составляют менее 1 % поглощающего слоя слизистой оболочки кишечника.

 «Данные этих исследований оспаривают общее мнение относительно доставки пероральных препаратов», — пишут ученые, в том числе ведущий автор Джошуа Рейнеке, профессор Университета Уэйна, и Даниэль Чо, студент Медицинской школы Уоррена Альперта при Университете Брауна.

С помощью этого нового подхода, особенно, если он может быть расширен, воспроизведен на людях, разработчики препаратов смогут нацелиться на создание биоразлагаемых микросфер, содержащих лекарственное средство, которые будут достигать энтероцитов в дополнение к M-клеткам, — говорит автор исследования Эдит Мэтиовитц, профессор медицинских наук и инженерии в Университете Брауна.

 «Вы можете спроектировать их таким образом, что они будут направляться в необходимое место», — сказала Мэтиовитц, — «В этом, вероятно, будет заключаться и моя будущая работа».

Исследование Мэтиовитц ориентировано на обнаружение способа, с помощью которого препараты на основе белков, которые в настоящее время выпускаются в инъекционной форме, смогут применяться перорально, и будут выживать в суровых условиях желудка, максимально всасываться кишечником, и достигать ткани, нуждающиеся в данном препарате. Ранее этим летом Mathiowitz опубликовала труд, показывающий, что:

Полимерное покрытие, которое устойчиво к желудочной кислоте также увеличивает кишечное всасывание микросфер.

Новое исследование в PNAS объясняет, как и в каком месте микросферы поглощаются в кишечнике.

Всасывание и поиски

Исследователи провели несколько экспериментов для отслеживания абсорбции микросфер на моделях крыс. Некоторым крысам вводили сферы перорально. Другим крысам они вводили их непосредственно в одну или другую основную часть кишечника: подвздошную кишку и тонкую кишку. Также они применяли к разным крысам сферы разных размеров. После часа или пяти часов ожидания, они проверяли сферы, чтобы увидеть, сколько было поглощено и в какие ткани они попадали.

Среди множества комбинаций размера, расположения, способа введения и периода времени, кишечник захватывал от 10 до 50 % сфер. Хотя далеко не равномерно, но в каждом случае кровоток переносил поглощенные сферы в самые разнообразные ткани, включая головной мозг и легкие, но чаще они попадали в печень.

Введение энтероцитов

Через микроскопы исследователи могли видеть красные флуоресцирующие микросферы, проходящие через энтероциты. Кроме того, более последовательное доказательство роли энтероцитов и их всасывания с помощью эндоцитоза было найдено в ходе другого эксперимента, в котором исследователи использовали различные средства, которые блокируют эндоцитоз.

После этого, в подвздошной кишке 1-мкм сферы могли обнаруживаться и M-клетками и энтероцитами, поглощение сфер снизилось на 5 — 15 % у более 32 % крыс, у которых процесс не был заблокирован (агент, который блокировал эндоцитоз и фагоцитоз блокировал большинство). Еще значительней снизилось всасывание в тонкой кишке, где нет М-клеток, от 3 до 10 %, в сравнении с более 45 % крыс с нормальным эндоцитозом. Поэтому энтероциты могут играть не только важную роль, но, и возможно, более важную, чем М-клетки.

«Мы должны знать, что делает кишечник и куда попадают эти частицы», — сказала Мэтиовитц, — «Впервые мы провели количественную оценку процесса, а также документально зафиксировали биораспределение сфер к определенным органам. Для того чтобы иметь возможность изучать и воспроизводить технологию на человеке, нам необходимо проверить ее воспроизводимость на других видах животных».

Более расширенные исследования могут не только улучшить процесс доставки лекарств, но и возможно приведут к разработке способов предотвращения всасывания вредных веществ. «С помощью токсикологического исследования, можно было бы удостовериться, что частицы диаметром более микрометра могут поглощаться большим количеством клеток кишечника, а не только M-клетками», — отметила Мэтиовитц.

В проведении исследования также участвовали другие авторы, Йу-Тинг Дингл, А. Питер Морелло Третий, Джулс Джейкоб и Кристофер Тэнос из Университета Брауна.

Источник: sciencedaily.com

Смотрите также: