Έξυπνη ινσουλινοθεραπεία: Αποτρέπει τις αυξήσεις του σακχάρου στο αίμα και τα απειλητικά για τη ζωή χαμηλά στο διαβήτη

Έξυπνη ινσουλινοθεραπεία: Αποτρέπει τις αυξήσεις του σακχάρου στο αίμα και τα απειλητικά για τη ζωή χαμηλά στο διαβήτη

Οι επιστήμονες ανέπτυξαν μια νέα μορφή ινσουλίνης που μπορεί να ενεργοποιείται και να απενεργοποιείται αυτόματα ανάλογα με τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα. Τα ζώα έχουν αυτή την «έξυπνη» ινσουλίνη 1 Μειώνει αποτελεσματικά τα υψηλά επίπεδα σακχάρου στο αίμα και ταυτόχρονα εμποδίζει τα επίπεδα να πέσουν πολύ χαμηλά.

Για άτομα με διαβήτης Ο έλεγχος των επιπέδων σακχάρου στο αίμα είναι ένα κρίσιμο αλλά δύσκολο έργο. Η ινσουλίνη διατηρεί το σάκχαρο στο αίμα υπό έλεγχο και βοηθά στην πρόληψη των πολλών μακροπρόθεσμων επιπλοκών που σχετίζονται με τα υψηλά επίπεδα σακχάρου στο αίμα, όπως καρδιαγγειακές παθήσεις, χρόνια νεφρική νόσο, εγκεφαλικό επεισόδιο και τύφλωση. Ένα μεγάλο ποσοστό των εκτιμώμενων 422 εκατομμυρίων ατόμων με διαβήτη παγκοσμίως χρειάζονται ενέσεις ινσουλίνης.

Ένα πλεόνασμα από ινσουλίνη Ωστόσο, μπορεί να προκαλέσει πτώση των επιπέδων σακχάρου στο αίμα - μια κατάσταση που ονομάζεται υπογλυκαιμία, η οποία θέτει τους ανθρώπους σε κίνδυνο για σοβαρές επιπλοκές όπως απώλεια συνείδησης, επιληπτικές κρίσεις ακόμη και θάνατο. Ακόμη και η ήπια ή μέτρια υπογλυκαιμία μπορεί να προκαλέσει άγχος, αδυναμία και σύγχυση. Άτομα με διαβήτη - ειδικά αυτά με Διαβήτης τύπου 1 Οι άνθρωποι που πρέπει πάντα να κάνουν ένεση ινσουλίνης — μπορεί να εμφανίσουν πτώση των επιπέδων σακχάρου στο αίμα αρκετές φορές την εβδομάδα, λέει ο Michael Weiss, βιοχημικός και γιατρός στο Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα στην Ιντιανάπολη. «Επηρεάζει πραγματικά την ποιότητα ζωής».

Για δεκαετίες, οι ερευνητές εργάζονται για να αναπτύξουν ένα σύστημα που προσαρμόζει αυτόματα τη δραστηριότητα της ινσουλίνης ανάλογα με την ποσότητα γλυκόζης στο αίμα ενός ατόμου. Μια κοινή προσέγγιση ήταν η ανάπτυξη μιας ένωσης που απελευθερώνει ινσουλίνη όταν αυξάνονται οι συγκεντρώσεις γλυκόζης. Ωστόσο, ένα σημαντικό μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι η μη αναστρεψιμότητά της - μόλις απελευθερωθεί η ινσουλίνη, δεν μπορεί πλέον να διατηρηθεί.

Διακόπτης ευαίσθητος στη ζάχαρη

Η τελευταία μελέτη, που δημοσιεύτηκε σήμερα στο Nature, ξεπερνά αυτό το πρόβλημα τροποποιώντας την ίδια την ινσουλίνη με συστατικά ευαίσθητα στη ζάχαρη. Η Rita Slaaby, κύρια επιστήμονας στη φαρμακευτική εταιρεία Novo Nordisk στο Bagsværd της Δανίας, και οι συνεργάτες της ανέπτυξαν ένα μόριο ινσουλίνης με διακόπτη που ενεργοποιεί και απενεργοποιεί τη δραστηριότητά του ως απόκριση στα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα. Αυτός ο διακόπτης αποτελείται από δύο μέρη: μια δομή σε σχήμα δακτυλίου γνωστή ως μακρόκυκλος και ένα γλυκοζίτη, ένα μόριο που προέρχεται από τη γλυκόζη. Όταν τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα είναι χαμηλά, η γλυκοσίδη συνδέεται με τον δακτύλιο και διατηρεί την ινσουλίνη σε κλειστή, ανενεργή κατάσταση. Ωστόσο, όταν τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα αυξάνονται, το σάκχαρο εκτοπίζει τη γλυκοσίδη και αλλάζει το σχήμα της ινσουλίνης, προκαλώντας την ενεργοποίησή της.

Οι ερευνητές εξέτασαν το μόριο ινσουλίνης, το οποίο ονόμασαν NNC2215, σε χοίρους και αρουραίους που είχαν λάβει εγχύσεις γλυκόζης για να προσομοιώσουν τα αποτελέσματα του διαβήτη. Διαπίστωσαν ότι το NNC2215 ήταν εξίσου αποτελεσματικό στη μείωση των επιπέδων σακχάρου στο αίμα με την κανονική ανθρώπινη ινσουλίνη όταν εγχύθηκε στα ζώα - και ότι ήταν σε θέση να αποτρέψει τις πτώσεις στα επίπεδα σακχάρου στο αίμα που εμφανίστηκαν με την παραδοσιακή θεραπεία με ινσουλίνη. "Αυτή είναι μια πολύ καλή μελέτη, καλά σχεδιασμένη - έκαναν όλα τα πειράματα που ήταν απαραίτητα για να επιβεβαιώσουν ότι αυτό λειτουργεί", λέει ο David Sacks, κλινικός χημικός στο Εθνικό Ινστιτούτο Υγείας στο Bethesda του Μέριλαντ. «Υπάρχουν σίγουρα ενθαρρυντικές ενδείξεις ότι αυτή η προσέγγιση αξίζει να συνεχιστεί».

Η τροποποιημένη ινσουλίνη είναι η πρώτη που στοχεύει συγκεκριμένα τη γλυκόζη, λέει ο Sacks. Ο Weiss και οι συνεργάτες του είχαν προηγουμένως δείξει ότι ένα μόριο ινσουλίνης με παρόμοιο τύπο μοριακού διακόπτη ήταν ευαίσθητο σε ένα άλλο μόριο σακχάρου, τη φρουκτόζη. 2

Ορισμένα ερωτήματα παραμένουν αναπάντητα σχετικά με το νεότερο μόριο. Πρώτον, η μελέτη εξέτασε τη δραστηριότητα του NNC2215 σε ένα ευρύτερο φάσμα επιπέδων σακχάρου στο αίμα από ό,τι παρατηρείται συνήθως σε άτομα με διαβήτη, επομένως μελλοντικές μελέτες θα πρέπει να δείξουν ότι η ινσουλίνη μπορεί επίσης να είναι αποτελεσματική σε ένα στενότερο εύρος, λέει ο Sacks. Άλλα ζητήματα περιλαμβάνουν την ασφάλεια και το κόστος αυτού του μορίου, σημειώνει ο Zhen Gu, βιοϊατρικός μηχανικός στο Πανεπιστήμιο Zhejiang στο Hangzhou της Κίνας. (Η ομάδα του Gu αναπτύσσει επίσης ένα ευαίσθητο στη ζάχαρη μόριο ινσουλίνης 3.)

Ένας εκπρόσωπος της Novo Nordisk εξηγεί ότι ενώ αυτή η μελέτη παρέχει στοιχεία για τις ευαίσθητες στη ζάχαρη ιδιότητες του NNC2215, περαιτέρω έρευνα για τη βελτιστοποίηση του μορίου παραμένει σε εξέλιξη.

Αρκετά άλλα έξυπνα φάρμακα ινσουλίνης βρίσκονται υπό ανάπτυξη, λέει ο Weiss, συμπεριλαμβανομένου ενός που σχεδιάζει η δική του ομάδα χρησιμοποιώντας παρόμοια προσέγγιση. Τελικά, ο στόχος είναι να δημιουργηθεί μια σειρά από έξυπνα φάρμακα ινσουλίνης που θα επιτρέψουν στους γιατρούς να εξατομικεύουν τις θεραπείες για τους ασθενείς τους, προσθέτει.

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

   Αρθρο
   
   Google Scholar

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

   Αρθρο
   PubMed
   
   Google Scholar

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

   Αρθρο
   
   Google Scholar

Λήψη παραπομπών