Ljudi sa dijabetesom uzimaju insulin za smanjenje visokog šećera u krvi. Međutim, ako nivo glukoze padne suviše nizak – zbog uzimanja previše insulina ili neunošenja dovoljno šećera – ljudi mogu doživeti hipoglikemiju, što može dovesti do vrtoglavice, kognitivnog oštećenja, napadaja ili kome. Da bi sprečili i lečili ovo stanje, istraživači u ACS Central Science izveštavaju o inkapsuliranju hormona glukagona. U ispitivanjima na miševima, nanokapsule su se aktivirale kada su nivoi šećera u krvi pali opasno nisko i brzo su vratili nivo glukoze.
Glukagon je hormon koji signalizira jetri da oslobodi glukozu u krvotok. Obično se daje injekcijom kako bi se sprečila teška hipoglikemija kod ljudi koji imaju dijabetes. Dok hitna injekcija glukagona može ispraviti nivo šećera u krvi za oko 30 minuta, formulacije mogu biti nestabilne i nerastvorljive u vodi. U nekim slučajevima, hormon se brzo razgrađuje kada se pomeša za injekcije i spaja se zajedno da formira toksične fibrile. Pored toga, mnoge hipoglikemijske epizode se javljaju noću, kada ljudi sa dijabetesom verovatno neće testirati šećer u krvi.
Da bi poboljšali komercijalnu stabilnost glukagona i sprečili hipoglikemiju, istraživači Andrea Hevener i Heather Mainard su pogledali micele: mehuriće nalik na sapun koji se mogu prilagoditi da se sklapaju ili rastavljaju u različitim okruženjima i koriste se za isporuku lekova.
Razvili su micelu koja reaguje na glukozu i koja inkapsulira i štiti glukagon u krvotoku kada je nivo šećera normalan, ali se rastvara ako nivoi padnu opasno nisko. Da bi se sprečila hipoglikemija, micele se mogu ubrizgati unapred i cirkulisati u krvotoku dok ne budu potrebne.
U laboratorijskim eksperimentima, istraživači su primetili da se micele rastavljaju samo u tečnom okruženju koje je oponašalo hipoglikemijska stanja i kod ljudi i kod miševa: manje od 60 miligrama glukoze po decilitru. Zatim, kada su miševi koji su doživeli hipoglikemiju izazvanu insulinom dobili injekciju specijalizovanih micela, postigli su normalan nivo šećera u krvi u roku od 40 minuta.
Tim je takođe utvrdio da su micele pune glukagona ostale netaknute kod miševa i da nisu otpuštale hormon osim ako nivo glukoze u krvi ne padne ispod kliničkog praga za tešku hipoglikemiju. Iz dodatnih studija toksičnosti i biološke bezbednosti kod miševa, istraživači primećuju da prazne micele nisu izazvale imuni odgovor niti izazvale oštećenje organa.
Iako je potrebno više studija, istraživači kažu da je njihov dokaz koncepta prvi korak ka novom i efikasnom metodu na zahtev za sprečavanje ili ublažavanje ekstremno niskih nivoa šećera u krvi.
