Inteligentná inzulínová terapia: Zabraňuje prudkým nárastom hladiny cukru v krvi a život ohrozujúcim poklesom cukrovky

Inteligentná inzulínová terapia: Zabraňuje prudkým nárastom hladiny cukru v krvi a život ohrozujúcim poklesom cukrovky

Vedci vyvinuli novú formu inzulínu, ktorá sa dokáže automaticky zapínať a vypínať v závislosti od hladiny glukózy v krvi. Zvieratá majú tento „inteligentný“ inzulín 1 Účinne znižuje vysokú hladinu cukru v krvi a zároveň zabraňuje jej príliš nízkemu poklesu.

Pre ľudí s cukrovka Kontrola hladiny cukru v krvi je zásadná, ale náročná úloha. Inzulín udržuje hladinu cukru v krvi pod kontrolou a pomáha predchádzať mnohým dlhodobým komplikáciám spojeným s vysokou hladinou cukru v krvi, ako sú kardiovaskulárne ochorenia, chronické ochorenie obličiek, mŕtvica a slepota. Veľká časť z odhadovaných 422 miliónov ľudí s cukrovkou na celom svete potrebuje injekcie inzulínu.

Prebytok inzulín Môže však spôsobiť príliš nízky pokles hladiny cukru v krvi – stav nazývaný hypoglykémia, ktorý ľudí vystavuje riziku vážnych komplikácií, ako je strata vedomia, záchvaty a dokonca smrť. Dokonca aj mierna alebo stredná hypoglykémia môže spôsobiť úzkosť, slabosť a zmätenosť. Ľudia s cukrovkou – najmä tí s Diabetes 1. typu Ľudia, ktorí si vždy potrebujú aplikovať inzulín, môžu zaznamenať pokles hladiny cukru v krvi niekoľkokrát týždenne, hovorí Michael Weiss, biochemik a lekár z Indiana University v Indianapolise. "Naozaj to ovplyvňuje kvalitu života."

Už desaťročia vedci pracujú na vývoji systému, ktorý automaticky upravuje aktivitu inzulínu v závislosti od množstva glukózy v krvi človeka. Jedným bežným prístupom bolo vyvinúť zlúčeninu, ktorá uvoľňuje inzulín, keď koncentrácie glukózy stúpajú. Značnou nevýhodou tejto metódy je však jej nevratnosť – po uvoľnení inzulínu sa už nedá zadržať.

Prepínač citlivý na cukor

Najnovšia štúdia, publikovaná dnes v Nature, rieši tento problém úpravou samotného inzulínu komponentmi citlivými na cukor. Rita Slaaby, hlavná vedecká pracovníčka vo farmaceutickej spoločnosti Novo Nordisk v Bagsværd, Dánsko, a jej kolegovia vyvinuli molekulu inzulínu so spínačom, ktorý zapína a vypína jej aktivitu v reakcii na hladinu glukózy v krvi. Tento prepínač sa skladá z dvoch častí: kruhovej štruktúry známej ako makrocyklus a glukozidu, molekuly odvodenej od glukózy. Keď je hladina cukru v krvi nízka, glukozid sa naviaže na kruh a udržiava inzulín v uzavretom, neaktívnom stave. Keď však hladina glukózy v krvi stúpne, cukor vytlačí glukozid a zmení tvar inzulínu, čo spôsobí jeho aktiváciu.

Výskumníci testovali molekulu inzulínu, ktorú nazvali NNC2215, na ošípaných a potkanoch, ktoré dostávali infúzie glukózy na simuláciu účinkov cukrovky. Zistili, že NNC2215 bol pri znižovaní hladiny cukru v krvi rovnako účinný ako bežný ľudský inzulín, keď sa injekčne podával zvieratám – a že dokázal zabrániť poklesu hladiny cukru v krvi, ku ktorému došlo pri tradičnej inzulínovej liečbe. "Je to veľmi dobrá štúdia, dobre navrhnutá - urobili všetky experimenty potrebné na potvrdenie toho, že to funguje," hovorí David Sacks, klinický chemik z National Institutes of Health v Bethesde, Maryland. "Určite existujú povzbudivé dôkazy, že tento prístup stojí za to."

Modifikovaný inzulín je prvý, ktorý sa špecificky zameriava na glukózu, hovorí Sacks. Weiss a jeho kolegovia predtým preukázali, že molekula inzulínu s podobným typom molekulárneho prepínača bola citlivá na inú molekulu cukru, fruktózu. 2

Niektoré otázky o najnovšej molekule zostávajú nezodpovedané. Po prvé, štúdia sa zamerala na aktivitu NNC2215 v širšom rozsahu hladín cukru v krvi, ako sa zvyčajne pozoruje u ľudí s cukrovkou, takže budúce štúdie by mali ukázať, že inzulín môže byť účinný aj v užšom rozsahu, hovorí Sacks. Ďalšie úvahy zahŕňajú bezpečnosť a náklady na túto molekulu, poznamenáva Zhen Gu, biomedicínsky inžinier na Zhejiang University v Hangzhou v Číne. (Guov tím tiež vyvíja molekulu inzulínu citlivú na cukor 3.)

Hovorca spoločnosti Novo Nordisk vysvetľuje, že hoci táto štúdia poskytuje dôkazy o vlastnostiach NNC2215 citlivých na cukor, ďalší výskum na optimalizáciu molekuly stále prebieha.

Niekoľko ďalších inteligentných inzulínových liekov je vo vývoji, hovorí Weiss, vrátane jedného, ​​ktorý jeho vlastný tím navrhuje pomocou podobného prístupu. V konečnom dôsledku je cieľom vytvoriť rad inteligentných inzulínových liekov, ktoré lekárom umožnia individualizovať terapie pre svojich pacientov, dodáva.

1. Hoeg-Jensen, T. a kol. Príroda https://doi.org/10.1038/s41586-024-08042-3 (2024).

   Článok
   
   Študovňa Google

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

   Článok
   PubMed
   
   Študovňa Google

3. Zhang, J. a kol. Nature Biomed. Tesne. https://doi.org/10.1038/s41551-023-01138-7 (2023).

   Článok
   
   Študovňa Google

Stiahnite si referencie