Chega de injeções: o Minitab ajuda pesquisa farmacêutica na administração oral de proteína

Para pacientes diagnosticados com doenças crônicas, como o diabetes, a gestão dos sintomas frequentemente exige várias injeções diárias de medicamentos, como a insulina.

Infelizmente, a insulina e muitos outros tratamentos injetáveis são eficazes apenas quando inseridos com uma injeção e seringa na camada de gordura sob a pele humana. As proteínas nessas drogas são extremamente sensíveis ao trato digestivo humano e são frequentemente digeridas antes que possam cair no fluxo sanguíneo do paciente e ter efeito.

Mas, e se as drogas baseadas em proteínas, como a insulina, pudessem ser administradas oralmente em vez de injetadas? Os pacientes com diabetes poderiam descartar as injeções desagradáveis e contar com a conveniência de pílulas para seu tratamento.

A Dra. Hajaratul Najwa Mohamed, docente e pesquisadora no Terengganu Advanced Technical University College (TATIUC) na Malásia, dirige um estudo de pesquisa clínica para encapsular proteínas em uma fórmula baseada em pílula que poderia resistir à deterioração no trato gastrointestinal humano e ser liberado com eficácia no fluxo sanguíneo do paciente. Para otimizar a fórmula de encapsulação da proteína que fornece liberação controlada e direcionada de drogas oralmente aos pacientes, Dra. Mohamed usou o Minitab Statistical Software.

Uma pesquisa recente indicou que polímeros biodegradáveis e biocompatíveis poderiam ser usados com sucesso para encapsulação de proteínas depois de passar por um processo especial para formar estruturas em formulações parecidas com contas. Mas, quais tipos de contas e que níveis de polímeros produziriam a liberação ideal de proteína no fluxo sanguíneo?

Dra. Mohamed estudou dois polímeros biodegradáveis—alginato e glucomanan do konhaku (KGM). Esses polímeros ocorrem naturalmente e não são digeridos, tornando suas formulações similares a contas excelentes veículos para carregar as proteínas através do severo ambiente do intestino humano.

Aplicando uma técnica estatística conhecida como Planejamento de Experimentos (DOE), Dra. Mohamed usou o Minitab para planejar e executar um experimento para avaliar três respostas variáveis: eficiência geral da encapsulação da proteína (PEE), porcentagem de liberação de proteína 2 horas após a ingestão e o tempo para a proteína ingerida ser totalmente liberada, em quantidades variáveis de contas de alginato e KGM. O experimento foi realizado "in vitro", ou em um ambiente simulado para imitar como as pílulas encapsuladas se comportariam após a ingestão. Um modelo de proteína, a albumina do serum bovino (BSA), foi escolhido para o experimento, pois representava a proteína típica que seria encapsulada.

Dra. Mohamed escolheu a execução de um DOE central composto, que um experimento de superfície de resposta comumente usado. "Usar uma ferramenta de estatística, como o Minitab, e escolher um experimento central composto é muito útil na pesquisa farmacêutica, pois nos ajuda a estudar o efeito de variáveis independentes e como elas influenciam respostas quando alteradas simultaneamente", diz Mohamed. "Essa abordagem fornece resultados estatisticamente confiáveis com menos ensaios experimentais".

Com um experimento de superfície de resposta com dois fatores, as quantidades de alginato e KGM foram testadas em três níveis usando onze ensaios experimentais.

Dra. Mohamed usou então o Minitab para criar gráficos de superfície 3D dos dados do experimento, para visualizar os efeitos do alginato e KGM na eficiência geral da encapsulação da proteína, porcentagem de liberação de proteína 2 horas após a ingestão e o tempo para a proteína ingerida ser totalmente liberada no fluxo sanguíneo de uma pessoa.

gráfico de superfície de resposta

Gráficos de superfície, como o mostrado acima, ajudaram Dra. Mohamed a compreender os efeitos dos fatores em cada resposta e ela aprendeu que a porcentagem da eficiência da encapsulação da proteína aumentava à medida que o alginato e o KGM aumentavam.

Usando também o Minitab, Dra. Mohamed criou gráficos de contorno 2D para fornecer uma ilustração visual de valores de resposta, que permitiram analisar em mais detalhes como quantidades variáveis dos fatores afetavam as variáveis de resposta.

gráfico de superfície de contorno

Finalmente, Dra. Mohamed usou a Otimização de Resposta do Minitab para determinar os níveis ideais de alginato e KGM em todas as três respostas. "A resposta ideal foi obtida com 4% de alginato e 0,6% de KGM", diz ela. "Essa formulação melhorou com eficácia a estabilidade da proteína encapsulada em um ambiente ácido que imita o trato gastrointestinal humano e mostrou uma liberação de proteína gradual adequada após o fato".

Embora esse estudo não possa simular exatamente como as proteínas encapsuladas se comportarão ao serem ingeridas por humanos reais, seu resultado pode ser usado em pesquisas mais detalhadas sobre esse assunto.

"As descobertas desse estudo mostram que níveis ideais de alginato e KGM têm o potencial para serem usados como veículo de fornecimento de drogas proteicas, afastando assim as injeções dolorosas de drogas proteicas que usamos hoje", diz Mohamed. "Em seguida, gostaria de concentrar minha pesquisa especificamente em encapsular a insulina e as mesmas técnicas de otimização que realizei usando o Minitab para essa pesquisa serão inestimáveis para estudos futuros".

Essa pesquisa foi publicada em um artigo no Volume 5, Edição 2 doInternational Journal of Current Pharmaceutical and Clinical Research.

Ao usar esse site, você concorda com a utilização de cookies para análises e conteúdo personalizado. Leia nossa política

OK