Naukowcy opracowali inteligentną insulinę

Naukowcy opracowali nową formę insuliny, która może automatycznie włączać się i wyłączać w zależności od poziomu glukozy we krwi.

Zdaniem naukowców nowy rodzaj insuliny może modyfikować swoją aktywność w odpowiedzi na poziom glukozy we krwi.

Badania wykazały, że u zwierząt ta inteligentna insulina skutecznie obniża wysokie stężenie cukru we krwi, jednocześnie zapobiegając zbyt niskiemu spadkowi poziomu – czytamy na portalu nature.com.

Dla osób z cukrzycą kontrolowanie poziomu cukru we krwi jest kluczowym, ale wymagającym zadaniem. Insulina utrzymuje poziom glukozy we krwi w ryzach, pomagając zapobiegać wielu długotrwałym powikłaniom związanym z wysokim poziomem cukru we krwi, takim jak choroby układu krążenia, przewlekła choroba nerek, udar mózgu czy ślepota.

Insulina bez strzykawki?BuBble Gun to technika, dzięki której można dostarczać płynny lek pod skórę nie za pomocą igły, ale ciśnienia. To bezbolesne rozwiązanie przydałoby się zwłaszcza osobom z cukrzycą, które muszą podawać sobie insulinę nawet kilka razy dziennie.

Natomiast nadmiar insuliny może powodować zbyt niski spadek poziomu cukru we krwi, stan zwany hipoglikemią, narażając ludzi na poważne powikłania, takie jak utrata przytomności, drgawki, a nawet śmierć. Nawet łagodna lub umiarkowana hipoglikemia może powodować niepokój, osłabienie i dezorientację.

Osoby z cukrzycą – szczególnie te z cukrzycą typu 1, które zawsze muszą wstrzykiwać insulinę – mogą mieć spadki stężenia glukozy we krwi kilka razy w tygodniu, co w znacznym stopniu pogarsza jakość życia.

Jak czytamy w „Nature”, przez dziesięciolecia naukowcy pracowali nad stworzeniem systemu, który może automatycznie dostosowywać aktywność insuliny w zależności od ilości glukozy we krwi danej osoby. Jednym z powszechnych podejść było stworzenie związku zawierającego złogi, które uwalniają insulinę, gdy stężenie glukozy wzrasta. Jednak kluczową wadą tej metody jest jej nieodwracalność – po uwolnieniu insuliny nie można jej powstrzymać.

Przełącznik wrażliwy na cukier

Najnowsze badanie omija ten problem, modyfikując samą insulinę za pomocą składników wrażliwych na glukozę.

Dr Rita Slaaby, główny naukowiec w firmie farmaceutycznej Novo Nordisk w Bagsværd w Danii, wraz grupą badaczy zaprojektowała cząsteczkę insuliny z przełącznikiem, który włącza i wyłącza jej aktywność w odpowiedzi na poziom glukozy we krwi.

Przełącznik ten składa się z dwóch części: struktury w kształcie pierścienia znanej jako makrocykl i glukozydu, cząsteczki pochodzącej z glukozy. Gdy stężenie glukozy we krwi jest niskie, glukozyd wiąże się z pierścieniem, utrzymując insulinę w zamkniętym, nieaktywnym stanie. Ale kiedy poziom glukozy we krwi wzrasta, cukier wypiera glukozyd i zmienia kształt insuliny tak, że jest ona włączona.

Naukowcy przetestowali cząsteczkę insuliny, którą nazwali NNC2215, na świniach i szczurach, które otrzymały wlewy glukozy, aby naśladować skutki cukrzycy. Okazało się, że NNC2215 była tak samo dobra jak normalna ludzka insulina w obniżaniu poziomu glukozy we krwi po wstrzyknięciu zwierzętom i że była w stanie zapobiec spadkowi poziomu glukozy we krwi, który wystąpił przy obecnym leczeniu insuliną.

Zmodyfikowana insulina

– To bardzo dobre badanie, które zostało dobrze zaprojektowane – przeprowadzili wszystkie niezbędne eksperymenty, aby potwierdzić, że to działa – mówi dr David Sacks, chemik kliniczny z National Institutes of Health w Bethesda w stanie Maryland. 

– Zmodyfikowana insulina jest pierwszą, która celuje w glukozę – zaznacza dr Sacks.

– Pozostaje jednak kilka pytań dotyczących najnowszej cząsteczki. Po pierwsze, badanie dotyczyło aktywności NNC2215 w szerszym zakresie poziomów glukozy we krwi, niż zwykle obserwuje się u osób z cukrzycą, więc przyszłe badania powinny wykazać, że insulina może być również skuteczna w wąskim zakresie – wyjaśnia specjalista.

– Inne względy obejmują bezpieczeństwo i cenę tej cząsteczki – zauważa Zhen Gu, inżynier biomedyczny z Uniwersytetu Zhejiang w Hangzhou w Chinach, którego zespół projektuje również cząsteczkę insuliny wrażliwą na glukozę.

Rzecznik Novo Nordisk wskazuje, że chociaż badanie to jest dowodem na zasadę właściwości insuliny wrażliwej na glukozę NNC2215, dalsze badania nad optymalizacją cząsteczki są w toku.