Für Menschen mit Diabetes Typ 1 und starkem Diabetes Typ 2 ist die Insulinspritze ein ständiger Begleiter. Sie müssen sich das wichtige Hormon selbst injizieren, weil die Insulin-produzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse bei ihnen nicht mehr richtig funktionieren. 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. Für eine Vielzahl von Patienten ist diese Prozedur somit lebensrettend. Gleichzeitig ist sie jedoch aufwändig und alles andere als angenehm. Aus diesem Grund suchen Forscher schon länger nach Möglichkeiten, Insulin einfach oral zu verabreichen.
Die Herausforderung dabei: Wie viele andere pharmazeutische Biomoleküle ist Insulin relativ fragil. In Tablettenform eingenommen würde das proteinbasierte Hormon die Reise in den Körper nicht überleben. Die saure Umgebung sowie die mikrobiellen Aktivitäten im Magen-Darm-Trakt würden der Substanz empfindlich zusetzen. Hinzu kommt, dass Insulin vom Organismus nur schwer über Magen oder Darm aufgenommen werden kann – zumindest, wenn es ohne entsprechende Ausrüstung dort ankommt. Genau eine solche Ausrüstung haben nun jedoch Alex Abramson vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge und seine Kollegen konzipiert. Sie entwickelten eine schützende Kapsel, die eine Mikronadel mit Insulin enthält und ihre Ladung erst an Ort und Stelle im Magen freigibt.
Vom Tierreich inspiriert
Wie genau funktioniert das? Die Nadel ist innerhalb der Kapsel mit einer zusammengedrückten Feder verbunden. Diese wird von einem Plättchen aus Zucker zunächst in Position gehalten. Schluckt ein Patient die Kapsel, sorgt die Feuchtigkeit im Magen jedoch dafür, dass sich der Zucker auflöst und die Feder herausspringt. Dadurch wird die Nadel in die Magenwand katapultiert und das Insulin direkt dort hinein injiziert – auf diese Weise kann es besser vom Körper aufgenommen werden, wie die Wissenschaftler berichten. Der Clou: Egal wie die Kapsel im Magen landet und egal wie sehr es dort rumort, sie wird sich immer korrekt zur Magenwand hin ausrichten.
Möglich ist dies dank ihrer speziellen Form, die Abramson und sein Team bei der Natur abgeschaut haben – das Design der Kapsel ist von der in Afrika heimischen Pantherschildkröte inspiriert. Charakteristisch für dieses Tier ist sein hoher, kuppelförmiger Panzer, der ihm einen entscheidenden Vorteil bringt: Fällt die Schildkröte auf den Rücken, kann sie sich problemlos wieder aus diesem Dilemma befreien. Dank der Form ihres Panzers und der Lage ihres Schwerpunkts richtet sie sich fast schon automatisch wieder auf. Dieses Prinzip übertrugen die Forscher auf ihre Entwicklung und stellten so sicher, dass die Kapsel immer an der unteren Magenwand und in der richtigen Position dort landet. “Es ist wichtig, dass die Nadel in Kontakt mit dem Gewebe ist, wenn die Injektion erfolgt”, sagt Abramson.
