العلاج الذكي بالأنسولين: يمنع ارتفاع نسبة السكر في الدم وانخفاضه الذي يهدد الحياة في مرض السكري

العلاج الذكي بالأنسولين: يمنع ارتفاع نسبة السكر في الدم وانخفاضه الذي يهدد الحياة في مرض السكري

طور العلماء شكلاً جديدًا من الأنسولين يمكن تشغيله وإيقافه تلقائيًا اعتمادًا على مستويات الجلوكوز في الدم. الحيوانات لديها هذا الأنسولين "الذكي". 1 يخفض بشكل فعال مستويات السكر في الدم المرتفعة وفي نفس الوقت يمنع المستويات من الانخفاض بشكل كبير.

للأشخاص الذين يعانون من السكري يعد التحكم في مستويات السكر في الدم مهمة حاسمة ولكنها صعبة. يحافظ الأنسولين على نسبة السكر في الدم تحت السيطرة ويساعد على منع العديد من المضاعفات طويلة المدى المرتبطة بارتفاع مستويات السكر في الدم، مثل أمراض القلب والأوعية الدموية وأمراض الكلى المزمنة والسكتة الدماغية والعمى. تحتاج نسبة كبيرة من المصابين بالسكري في جميع أنحاء العالم والذين يقدر عددهم بـ 422 مليون شخص إلى حقن الأنسولين.

فائض من الأنسولين ومع ذلك، يمكن أن يتسبب في انخفاض مستويات السكر في الدم بشكل كبير - وهي حالة تسمى نقص السكر في الدم، والتي تعرض الأشخاص لخطر حدوث مضاعفات خطيرة مثل فقدان الوعي والنوبات وحتى الموت. حتى نقص السكر في الدم الخفيف أو المعتدل يمكن أن يسبب القلق والضعف والارتباك. الأشخاص المصابون بمرض السكري - وخاصة المصابين به مرض السكري من النوع الأول يقول مايكل فايس، عالم الكيمياء الحيوية والطبيب في جامعة إنديانا في إنديانابوليس، إن الأشخاص الذين يحتاجون دائمًا إلى حقن الأنسولين قد يعانون من انخفاض مستويات السكر في الدم عدة مرات في الأسبوع. "إنه يؤثر حقًا على نوعية الحياة."

لعقود من الزمن، عمل الباحثون على تطوير نظام يقوم تلقائيًا بضبط نشاط الأنسولين اعتمادًا على كمية الجلوكوز في دم الشخص. كان أحد الأساليب الشائعة هو تطوير مركب يطلق الأنسولين عندما ترتفع تركيزات الجلوكوز. ومع ذلك، فإن العيب الكبير لهذه الطريقة هو عدم إمكانية الرجوع عنها - فبمجرد إطلاق الأنسولين، لا يمكن الاحتفاظ به.

مفتاح حساس للسكر

أحدث دراسة، نشرت اليوم في مجلة Nature، تتغلب على هذه المشكلة عن طريق تعديل الأنسولين نفسه بمكونات حساسة للسكر. قامت ريتا صلابي - العالمة الرئيسية في شركة الأدوية نوفو نورديسك في باجيسفيرد بالدنمارك - وزملاؤها بتطوير جزيء أنسولين مزود بمفتاح يعمل على تشغيل وإيقاف نشاطه استجابة لمستويات الجلوكوز في الدم. يتكون هذا المفتاح من جزأين: بنية على شكل حلقة تُعرف باسم الدورة الكبيرة وجلوكوزيد، وهو جزيء مشتق من الجلوكوز. عندما تكون مستويات السكر في الدم منخفضة، يرتبط الجلوكوزيد بالحلقة ويبقي الأنسولين في حالة مغلقة وغير نشطة. ومع ذلك، عندما ترتفع مستويات الجلوكوز في الدم، يحل السكر محل الجلوكوزيد ويغير شكل الأنسولين، مما يؤدي إلى تنشيطه.

اختبر الباحثون جزيء الأنسولين، الذي أطلقوا عليه اسم NNC2215، في الخنازير والفئران التي تلقت حقن الجلوكوز لمحاكاة آثار مرض السكري. ووجدوا أن NNC2215 كان فعالا في خفض مستويات السكر في الدم مثل الأنسولين البشري العادي عند حقنه في الحيوانات، وأنه كان قادرا على منع الانخفاضات في مستويات السكر في الدم التي حدثت مع علاج الأنسولين التقليدي. يقول ديفيد ساكس، الكيميائي السريري في المعاهد الوطنية للصحة في بيثيسدا بولاية ميريلاند: "إن هذه دراسة جيدة جدًا، ومصممة جيدًا - لقد أجروا جميع التجارب اللازمة للتحقق من نجاحها". "هناك بالتأكيد أدلة مشجعة على أن هذا النهج يستحق المتابعة."

يقول ساكس إن الأنسولين المعدل هو الأول الذي يستهدف الجلوكوز على وجه التحديد. وقد أثبت فايس وزملاؤه سابقًا أن جزيء الأنسولين الذي يحتوي على نوع مماثل من التبديل الجزيئي كان حساسًا لجزيء سكر آخر، وهو الفركتوز. 2

تظل بعض الأسئلة دون إجابة حول الجزيء الأحدث. لسبب واحد، نظرت الدراسة في نشاط NNC2215 عبر نطاق أوسع من مستويات السكر في الدم مما يُشاهد عادة لدى مرضى السكري، لذا يجب أن تظهر الدراسات المستقبلية أن الأنسولين يمكن أن يكون فعالًا أيضًا على نطاق أضيق، كما يقول ساكس. وتشمل الاعتبارات الأخرى سلامة هذا الجزيء وتكلفته، كما يشير تشن جو، مهندس الطب الحيوي بجامعة تشجيانغ في مدينة هانغتشو بالصين. (يعمل فريق غو أيضًا على تطوير جزيء أنسولين حساس للسكر 3.)

يوضح متحدث باسم شركة Novo Nordisk أنه على الرغم من أن هذه الدراسة تقدم دليلاً على خصائص NNC2215 الحساسة للسكر، إلا أن المزيد من الأبحاث لتحسين الجزيء لا تزال مستمرة.

يقول فايس إن العديد من أدوية الأنسولين الذكية الأخرى قيد التطوير، بما في ذلك عقار يقوم فريقه بتصميمه باستخدام نهج مماثل. ويضيف أن الهدف في النهاية هو إنشاء مجموعة من أدوية الأنسولين الذكية لتمكين الأطباء من تخصيص العلاجات لمرضاهم.

1. هوغ جنسن، T. وآخرون. طبيعة https://doi.org/10.1038/s41586-024-08042-3 (2024).

   شرط
   
   جوجل الباحث العلمي

2. تشن، Y.-S. وآخرون. بروك. ناتل أكاد. الخيال العلمي. الولايات المتحدة الأمريكية 118، e2103518118 (2021).

   شرط
   مجلات
   
   جوجل الباحث العلمي

3. تشانغ، J. وآخرون. طبيعة بيوميد. عن كثب. https://doi.org/10.1038/s41551-023-01138-7 (2023).

   شرط
   
   جوجل الباحث العلمي

تحميل المراجع