Intelligent insulinbehandling: Forhindrer blodsukkerspikes og livstruende lavt i diabetes

Intelligent insulinbehandling: Forhindrer blodsukkerspikes og livstruende lavt i diabetes

Forskere har utviklet en ny form for insulin som automatisk kan slå av og på avhengig av glukosenivå i blodet. Dyr har dette 'smarte' insulin 1 Senker effektivt høyt blodsukkernivå og forhindrer samtidig at nivåene faller for lave.

For mennesker med Diabetes Å kontrollere blodsukkernivået er en avgjørende, men utfordrende oppgave. Insulin holder blodsukkeret under kontroll og hjelper til med å forhindre de mange langsiktige komplikasjoner forbundet med høyt blodsukkernivå, for eksempel hjerte- og karsykdommer, kronisk nyresykdom, hjerneslag og blindhet. En stor andel av anslagsvis 422 millioner mennesker med diabetes over hele verden krever insulininjeksjoner.

Et overskudd av insulin Imidlertid kan det føre til at blodsukkernivået faller for lavt - en tilstand som kalles hypoglykemi, noe som setter mennesker i fare for alvorlige komplikasjoner som tap av bevissthet, anfall og til og med død. Selv mild eller moderat hypoglykemi kan forårsake angst, svakhet og forvirring. Personer med diabetes - spesielt de med Type 1 Diabetes Mennesker som alltid trenger å injisere insulin - kan oppleve dråper i blodsukkernivået flere ganger i uken, sier Michael Weiss, biokjemiker og lege ved Indiana University i Indianapolis. "Det påvirker virkelig livskvaliteten."

I flere tiår har forskere arbeidet med å utvikle et system som automatisk justerer insulinaktivitet avhengig av mengden glukose i en persons blod. En vanlig tilnærming har vært å utvikle en forbindelse som frigjør insulin når glukosekonsentrasjoner stiger. Imidlertid er en betydelig ulempe med denne metoden dens irreversibilitet - når insulin er frigitt, kan det ikke lenger beholdes.

En sukkerfølsom bryter

Den siste studien, publisert i dag i naturen, kommer rundt dette problemet ved å endre insulin i seg selv med sukkerfølsomme komponenter. Rita Slaaby, hovedforsker ved legemiddelfirmaet Novo Nordisk i Bagsværd, Danmark, og hennes kolleger har utviklet et insulinmolekyl med en bryter som slår aktiviteten av og på som svar på glukosenivåer i blodet. Denne bryteren består av to deler: en ringformet struktur kjent som en makrosykkel og et glukosid, et molekyl avledet fra glukose. Når blodsukkernivået er lave, binder glukosidet seg til ringen og holder insulin i en lukket, inaktiv tilstand. Når blodsukkernivået stiger, fortrenger sukkeret imidlertid glukosidet og endrer formen på insulin, noe som får det til å aktivere.

Forskerne testet insulinmolekylet, som de kalte NNC2215, hos griser og rotter som hadde fått glukoseinfusjoner for å simulere effekten av diabetes. De fant at NNC2215 var like effektive til å senke blodsukkernivået som vanlig humant insulin når de ble injisert i dyrene - og at det var i stand til å forhindre dråpene i blodsukkernivået som oppsto med tradisjonell insulinbehandling. "Dette er en veldig god studie, godt designet - de gjorde alle eksperimentene som er nødvendige for å validere at dette fungerer," sier David Sacks, en klinisk kjemiker ved National Institutes of Health i Bethesda, Maryland. "Det er absolutt oppmuntrende bevis på at denne tilnærmingen er verdt å forfølge."

Det modifiserte insulinet er den første som spesifikt er målrettet mot glukose, sier Sacks. Weiss og kollegene hans demonstrerte tidligere at et insulinmolekyl med en lignende type molekylær bryter var følsom for et annet sukkermolekyl, fruktose. 2

Noen spørsmål forblir ubesvart om det nyeste molekylet. For det første så studien på NNC2215s aktivitet over et bredere spekter av blodsukkernivå enn det som vanligvis er sett hos personer med diabetes, så fremtidige studier skal vise at insulinet også kan være effektivt over et smalere område, sier Sacks. Andre hensyn inkluderer sikkerheten og kostnadene for dette molekylet, bemerker Zhen Gu, en biomedisinsk ingeniør ved Zhejiang University i Hangzhou, Kina. (GUs team utvikler også et sukkerfølsomt insulinmolekyl 3.)

En talsperson for Novo Nordisk forklarer at selv om denne studien gir bevis på NNC2215s sukkerfølsomme egenskaper, er videre forskning for å optimalisere molekylet pågår.

Flere andre smarte insulinmedisiner er i utvikling, sier Weiss, inkludert en som hans eget team designer ved hjelp av en lignende tilnærming. Til syvende og sist er målet å lage en rekke smarte insulinmedisiner for å gjøre det mulig for leger å individualisere terapier for pasientene sine, legger han til.

1. Hoeg-Jensen, T. et al. Nature https://doi.org/10.1038/S41586-024-08042-3 (2024).

   Artikkel
   
   Google Scholar

2. Chen, Y.-S. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 118, E2103518118 (2021).

   Artikkel
   PubMed
   
   Google Scholar

3. Zhang, J. et al. Naturen biomed. Tett. https://doi.org/10.1038/s41551-023-01138-7 (2023).

   Artikkel
   
   Google Scholar

Last ned referanser