Intelligent insulinterapi: Forhindrer blodsukkertopper og livstruende lavninger ved diabetes

Intelligent insulinterapi: Forhindrer blodsukkertopper og livstruende lavninger ved diabetes

Forskere har utviklet en ny form for insulin som automatisk kan slås av og på avhengig av glukosenivået i blodet. Dyr har dette "smarte" insulinet 1 Senker effektivt høyt blodsukkernivå og forhindrer samtidig at nivåene faller for lavt.

For folk med diabetes Å kontrollere blodsukkernivået er en avgjørende, men utfordrende oppgave. Insulin holder blodsukkeret under kontroll og bidrar til å forhindre de mange langsiktige komplikasjonene forbundet med høyt blodsukkernivå, som hjerte- og karsykdommer, kronisk nyresykdom, hjerneslag og blindhet. En stor andel av de estimerte 422 millioner menneskene med diabetes over hele verden trenger insulininjeksjoner.

Et overskudd på insulin Det kan imidlertid føre til at blodsukkernivået faller for lavt - en tilstand som kalles hypoglykemi, som setter folk i fare for alvorlige komplikasjoner som bevissthetstap, anfall og til og med død. Selv mild eller moderat hypoglykemi kan forårsake angst, svakhet og forvirring. Personer med diabetes – spesielt de med Type 1 diabetes Folk som alltid trenger å injisere insulin - kan oppleve fall i blodsukkernivået flere ganger i uken, sier Michael Weiss, en biokjemiker og lege ved Indiana University i Indianapolis. "Det påvirker virkelig livskvaliteten."

I flere tiår har forskere jobbet med å utvikle et system som automatisk justerer insulinaktiviteten avhengig av mengden glukose i en persons blod. En vanlig tilnærming har vært å utvikle en forbindelse som frigjør insulin når glukosekonsentrasjonen øker. En betydelig ulempe med denne metoden er imidlertid dens irreversibilitet - når insulin først er frigitt, kan det ikke lenger beholdes.

En sukkerfølsom bryter

Den siste studien, publisert i dag i Nature, omgår dette problemet ved å modifisere selve insulinet med sukkerfølsomme komponenter. Rita Slaaby, hovedforsker ved farmasøytisk firma Novo Nordisk i Bagsværd, Danmark, og hennes kolleger har utviklet et insulinmolekyl med en bryter som slår aktiviteten av og på som svar på glukosenivået i blodet. Denne bryteren består av to deler: en ringformet struktur kjent som en makrosyklus og et glukosid, et molekyl avledet fra glukose. Når blodsukkernivået er lavt, binder glukosid seg til ringen og holder insulin i en lukket, inaktiv tilstand. Men når blodsukkernivået stiger, fortrenger sukkeret glukosidet og endrer formen på insulin, noe som får det til å aktiveres.

Forskerne testet insulinmolekylet, som de kalte NNC2215, på griser og rotter som hadde fått glukoseinfusjoner for å simulere effekten av diabetes. De fant at NNC2215 var like effektivt til å senke blodsukkernivået som vanlig humant insulin når det ble injisert i dyrene - og at det var i stand til å forhindre fall i blodsukkernivået som oppstod med tradisjonell insulinbehandling. "Dette er en veldig god studie, godt designet - de gjorde alle eksperimentene som var nødvendige for å validere at dette fungerer," sier David Sacks, en klinisk kjemiker ved National Institutes of Health i Bethesda, Maryland. "Det er absolutt oppmuntrende bevis på at denne tilnærmingen er verdt å forfølge."

Det modifiserte insulinet er det første som spesifikt målretter mot glukose, sier Sacks. Weiss og kollegene hans har tidligere vist at et insulinmolekyl med en lignende type molekylær bryter var følsomt for et annet sukkermolekyl, fruktose. 2

Noen spørsmål forblir ubesvarte om det nyeste molekylet. For det første så studien på NNC2215s aktivitet over et bredere spekter av blodsukkernivåer enn det som vanligvis sees hos personer med diabetes, så fremtidige studier bør vise at insulinet også kan være effektivt over et smalere område, sier Sacks. Andre hensyn inkluderer sikkerheten og kostnadene til dette molekylet, bemerker Zhen Gu, en biomedisinsk ingeniør ved Zhejiang University i Hangzhou, Kina. (Gus team utvikler også et sukkerfølsomt insulinmolekyl 3.)

En talsperson for Novo Nordisk forklarer at selv om denne studien gir bevis på NNC2215s sukkerfølsomme egenskaper, fortsetter videre forskning for å optimalisere molekylet.

Flere andre smarte insulinmedisiner er under utvikling, sier Weiss, inkludert en som hans eget team designer ved å bruke en lignende tilnærming. Til syvende og sist er målet å lage en rekke smarte insulinmedisiner for å gjøre det mulig for leger å individualisere terapier for sine pasienter, legger han til.

1. Hoeg-Jensen, T. et al. Natur https://doi.org/10.1038/s41586-024-08042-3 (2024).

   Artikkel
   
   Google Scholar

2. Chen, Y.-S. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 118, e2103518118 (2021).

   Artikkel
   PubMed
   
   Google Scholar

3. Zhang, J. et al. Nature Biomed. Tett. https://doi.org/10.1038/s41551-023-01138-7 (2023).

   Artikkel
   
   Google Scholar

Last ned referanser