Injectarea de „insulină inteligentă” reglează nivelul de glucoză din sânge timp de o săptămână

Tratament cu zahăr –

Testele pe animale arată că materialul funcționează ca sistemul propriu al corpului.

Persoanele cu diabet zaharat de tip I trebuie să se injecteze de mai multe ori pe zi cu insulină fabricată pentru a menține nivelurile sănătoase ale hormonului, deoarece corpul lor nu produce suficient în mod natural. De asemenea, injecțiile trebuie să fie programate ca răspuns la mâncare și exerciții fizice, deoarece orice consum sau utilizare de glucoză trebuie gestionat.

Cercetarea insulinei sensibile la glucoză, sau insulină „inteligentă”, speră să îmbunătățească calitatea vieții persoanelor cu diabet zaharat de tip I prin dezvoltarea unei forme de insulină care trebuie injectată mai puțin frecvent, oferind în același timp controlul nivelului de glucoză din sânge pe o perioadă de timp. perioadă mai lungă de timp.

O echipă de la Universitatea Zhejiang, China, a lansat recent un studiu documentarea unui sistem inteligent de insulină îmbunătățit pe modele animale – munca actuală nu implică nicio testare pe oameni. Insulina lor a fost capabilă să regleze nivelurile de glucoză din sânge timp de o săptămână la șoarecii și porcii cu diabet zaharat după o singură injecție subcutanată.

„Teoretic, [smart insulin is] incredibil de important pentru viitor”, a spus Steve Bain, director clinic al Unității de Cercetare a Diabetului din Universitatea Swansea, care nu a fost implicat în studiu. „Ar fi un schimbător de joc.”

Cușcă de polimer

Noua insulină inteligentă se bazează pe o formă de insulină modificată cu acid gluconic, care formează un complex cu un polimer prin legături chimice și atracție electrostatică puternică. Când insulina este prinsă în polimer, funcția sa de semnalizare este blocată, permițând administrarea unei săptămâni de insulină printr-o singură injecție fără risc de supradozaj.

Esențial pentru natura „sensibilă la glucoză” a acestui sistem este faptul că structurile chimice ale glucozei și ale acidului gluconic sunt extrem de similare, ceea ce înseamnă că cele două molecule se leagă în moduri foarte similare. Când glucoza se întâlnește cu complexul insulină-polimer, ea poate înlocui o parte din insulina legată și poate forma propriile legături chimice cu polimerul. Legarea glucozei perturbă, de asemenea, atracția electrostatică și promovează în continuare eliberarea de insulină.

Prin legarea preferenţială de polimer, glucoza este capabilă să declanşeze eliberarea de insulină. Iar amploarea acestei eliberări de insulină depinde de cât de multă glucoză este prezentă: între mese, când nivelul glucozei din sânge este destul de scăzut, se eliberează doar o cantitate mică de insulină. Aceasta este cunoscută sub numele de insulină bazală și este necesară pentru reglarea inițială a zahărului din sânge.

Dar după masă, când glucoza din sânge crește, se eliberează mult mai multă insulină. Organismul poate regla acum în mod corespunzător excesul de zahăr, prevenind nivelurile anormal de ridicate de glucoză, cunoscute sub numele de hiperglicemie. Efectele pe termen lung ale hiperglicemiei la oameni includ leziuni nervoase ale mâinilor și picioarelor și afectarea permanentă a vederii.

Acest sistem imită procesul natural al organismului, în care insulina este de asemenea eliberată ca răspuns la glucoză.

Reglementare mai bună decât insulina standard

Noua insulină inteligentă a fost testată pe cinci șoareci și trei miniporci – porcii mini sunt adesea folosiți ca model animal care este mai asemănător fiziologic cu oamenii. Unul dintre cei trei miniporci a primit o doză puțin mai mică de insulină inteligentă, iar ceilalți doi au primit o doză mai mare. Porcul cu doză mai mică a arătat cel mai bun răspuns: nivelurile sale de glucoză din sânge au fost strict controlate și au revenit la o valoare sănătoasă după mese.

În timpul tratamentului, ceilalți doi porci au avut niveluri de glucoză care erau încă peste intervalul observat la animalele sănătoase, deși au fost mult reduse în comparație cu nivelurile de dinainte de injectare. Reglarea glucozei din sânge a fost, de asemenea, mai strictă în comparație cu injecțiile zilnice cu insulină.

Trebuie remarcat, totuși, că porcul cu cel mai bun răspuns a avut și cele mai scăzute niveluri de glucoză din sânge înainte de tratament, ceea ce ar putea explica de ce părea să funcționeze atât de bine la acest animal.

În mod esențial, aceste efecte au fost toate de lungă durată – o mai bună reglementare a putut fi observată la o săptămână după tratament. Și injectarea animalelor cu insulină inteligentă nu a dus la un răspuns imun semnificativ, care poate fi o capcană comună atunci când se introduce biomateriale la animale sau la oameni.

Nu-l înveli

Studiul nu este lipsit de limitări. Deși reglarea glucozei pe termen lung a fost observată la șoarecii și miniporcii examinați, doar câteva animale au fost implicate în studiu – cinci șoareci și trei miniporci. Și, desigur, există întotdeauna riscul ca rezultatele studiilor pe animale să nu ajungă complet la studiile clinice pe oameni. „Trebuie să acceptăm că acestea sunt studii pe animale și, prin urmare, trecerea la oameni este întotdeauna o problemă”, a spus Bain.

Deși sunt necesare mai multe cercetări înainte ca acest sistem inteligent de insulină să poată fi testat la oameni, această activitate este un pas promițător înainte în domeniu.

Nature Biomedical Engineering, 2023. DOI: 10.1038/s41551-023-01138-7

Ivan Paul este un scriitor independent cu sediul în Marea Britanie și își termină doctoratul în cercetarea cancerului. El este pe X @ivan_paul_.