Development of Delivery Strategies for the Therapeutic Peptide Pramlintide

Il diabete mellito (DM) è una malattia metabolica cronica diffusa, che colpisce oltre mezzo miliardo di persone globalmente. Si manifesta con livelli elevati di glucosio nel sangue (iperglicemia) per periodi prolungati. Esistono due principali tipi di diabete: T1DM, causato da una distruzione autoimmune delle cellule beta pancreatiche che provoca una carenza di insulina, e T2DM, dove il corpo non utilizza efficacemente l'insulina prodotta, portando a una ridotta produzione e sensibilità all'insulina. Entrambe le forme possono causare danni gravi a vari organi e peggiorare la salute dei pazienti. Nonostante la disponibilità di farmaci antidiabetici, le persone con T1DM dipendono dalla terapia insulinica, mentre quelle con T2DM potrebbero averne bisogno quando i trattamenti orali non sono efficaci. L'insulina è la terapia principale e salvavita per i pazienti con carenza di insulina. Il controllo glicemico nei pazienti diabetici è spesso subottimale a causa di numerosi squilibri ormonali, incluso un difetto nella regolazione dell'amilina. L'amilina, co-secreta con l'insulina dalle cellule beta pancreatiche, svolge un ruolo cruciale nel controllo del glucosio postprandiale, inibendo il rilascio di glucagone, ritardando lo svuotamento gastrico e inducendo sazietà. Tuttavia, come l'insulina, anche l'amilina è carente nel T1DM e nel T2DM. Per superare i limiti dell'amilina, è stato creato un analogo sintetico chiamato Pramlintide, approvato dall'FDA per essere usato insieme all'insulina nel trattamento del T1DM e del T2DM. Pramlintide non forma fibrille come l'amilina nativa, mantenendo le sue proprietà terapeutiche e migliorando il controllo glicemico e del peso corporeo. Tuttavia, presenta limitazioni nella somministrazione, come la necessità di iniezioni multiple giornaliere e problemi di formulazione quando co-somministrato con insulina. La tesi descrive lo sviluppo di un sistema di somministrazione per migliorare le proprietà fisico-chimiche e il profilo farmacocinetico di Pramlintide, facilitando la co-somministrazione con l'insulina. La strategia impiegata è la bio-coniugazione polimerica, utilizzando il polietilene glicole (PEG), un polimero approvato dall'FDA che migliora la stabilità e prolunga l'emivita dei peptidi terapeutici. Sono stati testati tre diversi tipi di PEG per coniugare pramlintide: PEG-CHO da 5kDa e 20kDa per reazioni sito-specifiche, e PEG-NHS da 5kDa per reazioni randomiche. I coniugati ottenuti, PEG5kDa-random-Pramlintide, PEG5kDa-Nter-Pramlintide e PEG20kDa-Nter-Pramlintide, sono stati purificati e caratterizzati con vari metodi, tra cui saggio BCA, SDS-PAGE e cromatografia a fase inversa. Inoltre, sono stati testati in vivo per valutare e confrontare la loro bioattività con il peptide nativo. In conclusione, la bio-coniugazione con PEG ha il potenziale di migliorare significativamente la somministrazione di Pramlintide, rendendolo un'opzione più efficace e praticabile per il trattamento del diabete mellito, auspicabilmente portando a una co-somministrazione più sinergica con l'insulina.