Inteliģenta insulīna terapija: novērš cukura līmeņa paaugstināšanos asinīs un dzīvībai bīstamu cukura diabēta pazemināšanos

Inteliģenta insulīna terapija: novērš cukura līmeņa paaugstināšanos asinīs un dzīvībai bīstamu cukura diabēta pazemināšanos

Zinātnieki ir izstrādājuši jaunu insulīna veidu, kas var automātiski ieslēgties un izslēgties atkarībā no glikozes līmeņa asinīs. Dzīvniekiem ir šis "gudrais" insulīns 1 Efektīvi pazemina augstu cukura līmeni asinīs un tajā pašā laikā neļauj tam pazemināties pārāk zemu.

Cilvēkiem ar cukura diabēts Cukura līmeņa kontrole asinīs ir svarīgs, bet izaicinošs uzdevums. Insulīns kontrolē cukura līmeni asinīs un palīdz novērst daudzas ilgstošas ​​komplikācijas, kas saistītas ar augstu cukura līmeni asinīs, piemēram, sirds un asinsvadu slimības, hroniskas nieru slimības, insultu un aklumu. Lielai daļai no aptuveni 422 miljoniem cilvēku ar cukura diabētu visā pasaulē ir nepieciešamas insulīna injekcijas.

Pārpalikums no insulīnu Tomēr tas var izraisīt pārāk zemu cukura līmeņa pazemināšanos asinīs - stāvokli, ko sauc par hipoglikēmiju, kas pakļauj cilvēkiem nopietnu komplikāciju risku, piemēram, samaņas zudumu, krampjus un pat nāvi. Pat viegla vai mērena hipoglikēmija var izraisīt trauksmi, vājumu un apjukumu. Cilvēki ar cukura diabētu – īpaši tie, kuriem 1. tipa cukura diabēts Cilvēkiem, kuriem vienmēr jāinjicē insulīns, var rasties cukura līmeņa pazemināšanās asinīs vairākas reizes nedēļā, saka Maikls Veiss, bioķīmiķis un Indianapolisas Universitātes ārsts. "Tas patiešām ietekmē dzīves kvalitāti."

Jau vairākus gadu desmitus pētnieki ir strādājuši, lai izstrādātu sistēmu, kas automātiski pielāgo insulīna aktivitāti atkarībā no glikozes daudzuma cilvēka asinīs. Viena izplatīta pieeja ir izstrādāt savienojumu, kas atbrīvo insulīnu, kad palielinās glikozes koncentrācija. Taču būtisks šīs metodes trūkums ir tās neatgriezeniskums – pēc insulīna izdalīšanās to vairs nevar noturēt.

Cukura jutīgs slēdzis

Jaunākais pētījums, kas šodien publicēts Nature, novērš šo problēmu, modificējot pašu insulīnu ar cukura jutīgiem komponentiem. Rita Slaaby, galvenā zinātniece farmācijas uzņēmumā Novo Nordisk Bagsvērdā, Dānijā, un viņas kolēģi ir izstrādājuši insulīna molekulu ar slēdzi, kas ieslēdz un izslēdz tā darbību, reaģējot uz glikozes līmeni asinīs. Šis slēdzis sastāv no divām daļām: gredzenveida struktūras, kas pazīstama kā makrocikls, un glikozīda, molekulas, kas iegūta no glikozes. Kad cukura līmenis asinīs ir zems, glikozīds saistās ar gredzenu un uztur insulīnu slēgtā, neaktīvā stāvoklī. Tomēr, kad glikozes līmenis asinīs paaugstinās, cukurs izspiež glikozīdu un maina insulīna formu, izraisot tā aktivizēšanos.

Pētnieki pārbaudīja insulīna molekulu, ko viņi sauca par NNC2215, cūkām un žurkām, kuras bija saņēmušas glikozes infūzijas, lai modelētu diabēta ietekmi. Viņi atklāja, ka NNC2215 bija tikpat efektīvs cukura līmeņa pazemināšanā asinīs kā parastais cilvēka insulīns, kad to injicēja dzīvniekiem, un ka tas varēja novērst cukura līmeņa pazemināšanos asinīs, kas radās ar tradicionālo insulīna terapiju. "Šis ir ļoti labs pētījums, labi izstrādāts - viņi veica visus nepieciešamos eksperimentus, lai apstiprinātu, ka tas darbojas," saka Deivids Sakss, klīniskais ķīmiķis no Betesdas, Merilendas Nacionālajiem veselības institūtiem. "Noteikti ir iepriecinoši pierādījumi, ka šī pieeja ir tā vērta."

Modificētais insulīns ir pirmais, kas īpaši vērsts uz glikozi, saka Sakss. Veiss un viņa kolēģi iepriekš pierādīja, ka insulīna molekula ar līdzīga veida molekulāro slēdzi bija jutīga pret citu cukura molekulu, fruktozi. 2

Daži jautājumi paliek neatbildēti par jaunāko molekulu. Pirmkārt, pētījumā tika aplūkota NNC2215 aktivitāte plašākā cukura līmeņa asinīs diapazonā, nekā tas parasti tiek novērots cilvēkiem ar cukura diabētu, tāpēc turpmākajos pētījumos vajadzētu parādīt, ka insulīns var būt efektīvs arī šaurākā diapazonā, saka Sacks. Citi apsvērumi ietver šīs molekulas drošību un izmaksas, atzīmē Zhen Gu, biomedicīnas inženieris Džedzjanas Universitātē Hangdžou, Ķīnā. (Gu komanda arī izstrādā pret cukuru jutīgu insulīna molekulu 3.)

Novo Nordisk pārstāvis skaidro, ka, lai gan šis pētījums sniedz pierādījumus par NNC2215 cukura jutīgajām īpašībām, joprojām turpinās pētījumi, lai optimizētu molekulu.

Veiss saka, ka tiek izstrādātas vairākas citas viedās insulīna zāles, tostarp viena viņa komanda, kuru izstrādā, izmantojot līdzīgu pieeju. Galu galā mērķis ir izveidot virkni viedu insulīna zāļu, lai ārsti varētu individualizēt terapiju saviem pacientiem, viņš piebilst.

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

   Raksts
   
   Google Scholar

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

   Raksts
   PubMed
   
   Google Scholar

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

   Raksts
   
   Google Scholar

Lejupielādēt atsauces