Kapsel statt Spritze

Das Team um Alex Abramson vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge entwickelte in Zusammenarbeit mit Novo Nordisk eine etwa Blaubeer-große Kapsel, die eine Mikronadel mit einer Spitze aus komprimierten, gefriergetrocknenten Insulin enthält. Der Nadelschaft ist aus biologisch abbaubarem Material, das nicht in die Magenwand eindringt.

Die Freisetzung funktioniert folgendermaßen: Innerhalb der Hartgelatine-Kapsel ist die Nadel mit einer zusammengedrückten Feder verbunden, die mittels einer Scheibe aus Zucker in Position gehalten wird. Schluckt der Patient die Kapsel, löst sich zuerst die Kapselhülle und dann die Zuckerscheibe aufgrund der Feuchtigkeit im Magen auf. In der Folge springt die Feder auf. Dadurch wird die Nadel in die Magenwand katapultiert und dort hinein das Insulin injiziert. Da die Magenwand über keine Schmerzrezeptoren verfügt, gehen die Forscher davon aus, dass der Patient nichts davon spürt. 

Von Bedeutung ist in diesem Zusammenhang, dass sich die Kapsel immer selbstständig zur Magenwand ausrichtet und somit der Kontakt zwischen Gewebe und Nadel sichergestellt ist. Ermöglicht wird diese eigenständige Orientierung dank eines Design, das sich die Forscher von der Natur abgeguckt haben. Als Vorbild diente ihnen der Panzer der afrikanischen Pantherschildkröte. Charakteristisch ist dessen sehr hohe und kuppelförmige Form. Fällt die Schildkröte auf den Rücken, richtet sie sich Dank der Form problemlos wieder auf. Das  Prinzip übertrugen die Forscher per Computersimulation auf die Kapsel und gewährleisten damit, dass sich die Kapsel immer an der unteren Magenwand in der richtigen Position ausrichtet. Das ist wichtig, wenn der Patient sich zum Beispiel hinlegt oder sein Magen rumort.

Im Tierversuch mit Schweinen konnten die Wissenschaftler zeigen, dass sie mittels der Kapsel nach und nach 300 µg Insulin in den Blutkreislauf einbringen konnten. Das sei etwa einer subkutanen Injektion vergleichbar, so die Forscher. Auch der Glucose-Spiegel ging messbar zurück. Die Tests erfolgten bislang allerdings auf leeren Magen. Weitere Untersuchungen müssen nun zeigen, ob sich das System auch bei vollem Magen bewährt und wie die Magenwand eine längerfristige Applikation verkraftet. Zudem könnte das System auch für andere höher molekulare Arzneistoffe auf Protein-, DNA- oder RNA-Basis angewendet werden.

Die Forscher zeigen sich optimistisch: »Wir hoffen, dass diese neue Kapsel eines Tages Patienten hilft, die Medikamente benötigen, die bisher nur per Injektion oder Infusion verabreicht werden können«, sagte Senior-Autor Professor Dr. Robert Langer in einer Pressemitteilung des MIT.