Terapia insulinica intelligente: previene i picchi di zucchero nel sangue e i bassi potenzialmente letali nel diabete

Terapia insulinica intelligente: previene i picchi di zucchero nel sangue e i bassi potenzialmente letali nel diabete

Gli scienziati hanno sviluppato una nuova forma di insulina che può accendersi e spegnersi automaticamente a seconda dei livelli di glucosio nel sangue. Gli animali hanno questa insulina "intelligente". 1 Abbassa efficacemente i livelli elevati di zucchero nel sangue e allo stesso tempo impedisce che i livelli scendano troppo bassi.

Per le persone con diabete Controllare i livelli di zucchero nel sangue è un compito cruciale ma impegnativo. L’insulina mantiene sotto controllo lo zucchero nel sangue e aiuta a prevenire le numerose complicazioni a lungo termine associate a livelli elevati di zucchero nel sangue, come malattie cardiovascolari, malattie renali croniche, ictus e cecità. Gran parte dei circa 422 milioni di persone affette da diabete in tutto il mondo necessitano di iniezioni di insulina.

Un surplus di insulina Tuttavia, può causare un abbassamento eccessivo dei livelli di zucchero nel sangue, una condizione chiamata ipoglicemia, che mette le persone a rischio di gravi complicazioni come perdita di coscienza, convulsioni e persino la morte. Anche l’ipoglicemia lieve o moderata può causare ansia, debolezza e confusione. Le persone con diabete, specialmente quelle con Diabete di tipo 1 Le persone che hanno sempre bisogno di iniettarsi insulina possono sperimentare cali dei livelli di zucchero nel sangue più volte alla settimana, afferma Michael Weiss, biochimico e medico presso l'Indiana University di Indianapolis. "Influisce davvero sulla qualità della vita."

Per decenni, i ricercatori hanno lavorato per sviluppare un sistema che regola automaticamente l’attività dell’insulina in base alla quantità di glucosio nel sangue di una persona. Un approccio comune è stato quello di sviluppare un composto che rilasci insulina quando le concentrazioni di glucosio aumentano. Tuttavia, uno svantaggio significativo di questo metodo è la sua irreversibilità: una volta rilasciata, l’insulina non può più essere trattenuta.

Un interruttore sensibile allo zucchero

L'ultimo studio, pubblicato oggi su Nature, risolve questo problema modificando l'insulina stessa con componenti sensibili allo zucchero. Rita Slaaby, scienziata principale dell'azienda farmaceutica Novo Nordisk a Bagsværd, in Danimarca, e i suoi colleghi hanno sviluppato una molecola di insulina con un interruttore che ne attiva e disattiva l'attività in risposta ai livelli di glucosio nel sangue. Questo interruttore è composto da due parti: una struttura ad anello nota come macrociclo e un glucoside, una molecola derivata dal glucosio. Quando i livelli di zucchero nel sangue sono bassi, il glucoside si lega all’anello e mantiene l’insulina in uno stato chiuso e inattivo. Tuttavia, quando i livelli di glucosio nel sangue aumentano, lo zucchero sostituisce il glucoside e cambia la forma dell’insulina, provocandone l’attivazione.

I ricercatori hanno testato la molecola di insulina, che hanno chiamato NNC2215, in maiali e ratti che avevano ricevuto infusioni di glucosio per simulare gli effetti del diabete. Hanno scoperto che NNC2215 era efficace nel ridurre i livelli di zucchero nel sangue quanto l’insulina umana regolare quando iniettata negli animali – e che era in grado di prevenire i cali dei livelli di zucchero nel sangue che si verificavano con il tradizionale trattamento con insulina. "Si tratta di uno studio molto buono, ben progettato: hanno fatto tutti gli esperimenti necessari per convalidare che funzioni", afferma David Sacks, chimico clinico presso il National Institutes of Health di Bethesda, nel Maryland. “Ci sono certamente prove incoraggianti che vale la pena perseguire questo approccio”.

L’insulina modificata è la prima a colpire specificamente il glucosio, afferma Sacks. Weiss e i suoi colleghi avevano precedentemente dimostrato che una molecola di insulina con un tipo simile di interruttore molecolare era sensibile a un’altra molecola di zucchero, il fruttosio. 2

Alcune domande rimangono senza risposta sulla molecola più recente. Per prima cosa, lo studio ha esaminato l’attività di NNC2215 su un intervallo più ampio di livelli di zucchero nel sangue rispetto a quello tipicamente osservato nelle persone con diabete, quindi studi futuri dovrebbero dimostrare che l’insulina può essere efficace anche su un intervallo più ristretto, dice Sacks. Altre considerazioni includono la sicurezza e il costo di questa molecola, osserva Zhen Gu, ingegnere biomedico presso l'Università di Zhejiang a Hangzhou, in Cina. (Il team di Gu sta anche sviluppando una molecola di insulina sensibile allo zucchero 3.)

Un portavoce di Novo Nordisk spiega che, sebbene questo studio fornisca la prova delle proprietà sensibili allo zucchero di NNC2215, sono ancora in corso ulteriori ricerche per ottimizzare la molecola.

Molti altri farmaci insulinici intelligenti sono in fase di sviluppo, afferma Weiss, incluso uno che il suo team sta progettando utilizzando un approccio simile. In definitiva, l’obiettivo è quello di creare una gamma di farmaci insulinici intelligenti per consentire ai medici di personalizzare le terapie per i loro pazienti, aggiunge.

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

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

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3. Zhang, J. et al. Natura Biomedica. Da vicino. https://doi.org/10.1038/s41551-023-01138-7 (2023).

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