Inteligentna terapia insulinowa: zapobiega skokom poziomu cukru we krwi i zagrażającym życiu spadkom w cukrzycy

Inteligentna terapia insulinowa: zapobiega skokom poziomu cukru we krwi i zagrażającym życiu spadkom w cukrzycy

Naukowcy opracowali nową formę insuliny, która może automatycznie włączać się i wyłączać w zależności od poziomu glukozy we krwi. Zwierzęta mają tę „inteligentną” insulinę 1 Skutecznie obniża wysoki poziom cukru we krwi i jednocześnie zapobiega jego nadmiernemu spadkowi.

Dla osób z cukrzyca Kontrolowanie poziomu cukru we krwi jest kluczowym, ale trudnym zadaniem. Insulina utrzymuje poziom cukru we krwi pod kontrolą i pomaga zapobiegać wielu długotrwałym powikłaniom związanym z wysokim poziomem cukru we krwi, takim jak choroby układu krążenia, przewlekła choroba nerek, udar i ślepota. Duża część z szacowanej na 422 miliony osób chorych na cukrzycę na całym świecie wymaga zastrzyków insuliny.

Nadwyżka insulina Może jednak powodować zbyt niski poziom cukru we krwi – stan zwany hipoglikemią, który naraża ludzi na ryzyko poważnych powikłań, takich jak utrata przytomności, drgawki, a nawet śmierć. Nawet łagodna lub umiarkowana hipoglikemia może powodować niepokój, osłabienie i dezorientację. Osoby chore na cukrzycę – szczególnie te z Cukrzyca typu 1 U osób, które zawsze muszą wstrzykiwać insulinę, kilka razy w tygodniu może wystąpić spadek poziomu cukru we krwi, mówi Michael Weiss, biochemik i lekarz na Uniwersytecie Indiana w Indianapolis. „To naprawdę wpływa na jakość życia”.

Przez dziesięciolecia naukowcy pracowali nad opracowaniem systemu, który automatycznie dostosowuje działanie insuliny w zależności od ilości glukozy we krwi danej osoby. Jednym z powszechnych podejść było opracowanie związku, który uwalnia insulinę, gdy wzrasta stężenie glukozy. Jednak istotną wadą tej metody jest jej nieodwracalność – raz uwolniona insulina nie może być już dłużej zatrzymywana.

Przełącznik wrażliwy na cukier

Najnowsze badanie, opublikowane dzisiaj w Nature, rozwiązuje ten problem, modyfikując samą insulinę za pomocą składników wrażliwych na cukier. Rita Slaaby, główna naukowiec w firmie farmaceutycznej Novo Nordisk w Bagsværd w Danii i jej współpracownicy opracowali cząsteczkę insuliny z przełącznikiem, który włącza i wyłącza jej działanie w odpowiedzi na poziom glukozy we krwi. Przełącznik ten składa się z dwóch części: struktury w kształcie pierścienia zwanej makrocyklem i glukozydu, cząsteczki pochodzącej z glukozy. Kiedy poziom cukru we krwi jest niski, glukozyd wiąże się z pierścieniem i utrzymuje insulinę w stanie zamkniętym, nieaktywnym. Jednakże, gdy poziom glukozy we krwi wzrasta, cukier wypiera glukozydy i zmienia kształt insuliny, powodując jej aktywację.

Naukowcy przetestowali cząsteczkę insuliny, którą nazwali NNC2215, u świń i szczurów, którym podano wlewy glukozy w celu symulacji skutków cukrzycy. Odkryli, że NNC2215 był równie skuteczny w obniżaniu poziomu cukru we krwi jak zwykła insulina ludzka po wstrzyknięciu zwierzętom oraz że był w stanie zapobiec spadkom poziomu cukru we krwi, które występowały podczas tradycyjnego leczenia insuliną. „To bardzo dobre badanie, dobrze zaprojektowane. Przeprowadzono wszystkie niezbędne eksperymenty, aby potwierdzić, że to działa” – mówi David Sacks, chemik kliniczny w Narodowym Instytucie Zdrowia w Bethesda w stanie Maryland. „Istnieją z pewnością zachęcające dowody na to, że warto stosować takie podejście”.

Sacks twierdzi, że zmodyfikowana insulina jest pierwszą, która specyficznie celuje w glukozę. Weiss i jego współpracownicy wykazali wcześniej, że cząsteczka insuliny z podobnym typem przełącznika molekularnego była wrażliwa na inną cząsteczkę cukru, fruktozę. 2

Niektóre pytania dotyczące najnowszej cząsteczki pozostają bez odpowiedzi. Po pierwsze, w badaniu oceniano aktywność NNC2215 w szerszym zakresie poziomów cukru we krwi niż zwykle obserwowany u osób chorych na cukrzycę, zatem przyszłe badania powinny wykazać, że insulina może być również skuteczna w węższym zakresie – mówi Sacks. Inne względy obejmują bezpieczeństwo i koszt tej cząsteczki, zauważa Zhen Gu, inżynier biomedyczny na Uniwersytecie Zhejiang w Hangzhou w Chinach. (Zespół Gu opracowuje także cząsteczkę insuliny wrażliwą na cukier 3.)

Rzecznik Novo Nordisk wyjaśnia, że ​​chociaż badanie to dostarcza dowodów na właściwości NNC2215 wrażliwe na cukier, trwają dalsze badania mające na celu optymalizację tej cząsteczki.

Weiss twierdzi, że opracowywanych jest kilka innych inteligentnych leków insulinowych, w tym jeden, który jego własny zespół projektuje przy użyciu podobnego podejścia. Docelowo celem jest stworzenie szeregu inteligentnych leków insulinowych, które umożliwią lekarzom indywidualizację terapii dla pacjentów – dodaje.

1. Hoeg-Jensen, T. i in. Natura https://doi.org/10.1038/s41586-024-08042-3 (2024).

   Artykuł
   
   Scholar Google

2. Chen, Y.-S. i in. Proc. Natl Acad. Nauka. USA 118, e2103518118 (2021).

   Artykuł
   PubMed
   
   Scholar Google

3. Zhang, J. i in. Natura Biomed. Dokładnie. https://doi.org/10.1038/s41551-023-01138-7 (2023).

   Artykuł
   
   Scholar Google

Pobierz referencje