Naukowcy z Indiana University School of Medicine opracowali nowy sposób regulacji poziomu glukozy we krwi przy użyciu laboratoryjnie zaprojektowanego białka, które łączy w jednej cząsteczce działanie insuliny i glukagonu. Odkrycie to może otworzyć nową drogę terapeutyczną dla osób z cukrzycą typu 1.
Wyniki badań, opublikowane w czasopiśmie ACS Pharmacology and Translational Science, wykazały poprawę kontroli glikemii u szczurów leczonych tą substancją. Zastosowane białko naśladuje działanie dwóch hormonów – insuliny obniżającej poziom cukru we krwi oraz glukagonu, który działa przeciwnie, podnosząc stężenie glukozy.
U osób z cukrzycą typu 1 układ odpornościowy niszczy komórki beta trzustki odpowiedzialne za produkcję insuliny, co wymusza codzienne podawanie syntetycznej insuliny w celu utrzymania równowagi metabolicznej. Chorzy muszą stale monitorować poziom glukozy, by uniknąć zarówno hiperglikemii, jak i hipoglikemii, które niosą poważne zagrożenia zdrowotne, włącznie ze śmiercią.
Nowe białko opracowane przez zespół prof. Michaela A. Weissa (MD, PhD), wybitnego badacza z Indiana University, działa poprzez „inteligentny” mechanizm, który naśladuje naturalny sposób, w jaki wątroba reaguje na sygnały hormonalne. Gdy poziom cukru jest zbyt wysoki – aktywna staje się insulina; gdy zbyt niski – przewagę uzyskuje glukagon.
„Od stu lat radzenie sobie z hipoglikemią było jednym z największych wyzwań w cukrzycy typu 1. Celem naukowców stało się opracowanie tzw. glukozoczułych insulin. Nasze rozwiązanie wykorzystuje wrodzony ‘inteligentny przełącznik’ w wątrobie, który naturalnie reguluje odpowiedź hormonalną organizmu w zależności od poziomu glukozy” – wyjaśnia prof. Weiss.
Większość pacjentów z cukrzycą typu 1 musi obecnie podawać insulinę i glukagon oddzielnie, a równowagę glikemiczną dodatkowo zaburzają stres, dieta, wahania hormonalne czy aktywność fizyczna.
Nowy typ insuliny wykazał nie tylko skuteczność w modelach zwierzęcych, lecz także wysoką stabilność – pozostawał aktywny przez kilka tygodni bez konieczności chłodzenia. Taka cecha może ułatwić przechowywanie i transport leku, zwłaszcza w regionach o ograniczonym dostępie do chłodziarek.
Choć wyniki badań są obiecujące, naukowcy podkreślają, że projekt znajduje się na wczesnym etapie rozwoju. Zanim lek trafi do badań klinicznych i zostanie dopuszczony do użytku, potrzebne są dalsze testy bezpieczeństwa i skuteczności.
Badacze planują opracowanie dwóch wersji „inteligentnej insuliny”: jednej o przedłużonym działaniu, do podawania raz w tygodniu, oraz drugiej – krótko działającej, przeznaczonej do pomp insulinowych.
Projekt finansowany był m.in. przez IU Precision Health Initiative, IU School of Medicine INCITE Fund (Lilly Foundation), program Type 1 Diabetes Grand Challenge organizacji Breakthrough T1D UK oraz Steve Morgan Foundation UK.
W badaniach uczestniczyli również naukowcy z Indiana University School of Medicine: Nicolas Varas, dr Mark A. Jarosinski, dr Yen-Shan Chen, dr Yanwu Yang i dr Chun-Lun Ni, a eksperymenty na modelu zwierzęcym prowadzono we współpracy z dr. Raimundem Herzogiem z Yale School of Medicine.
Źródło: ACS Pharmacology and Translational Science, “Smart hybrid insulin-glucagon fusion protein regulates glucose metabolism in diabetic rat model”
DOI: https://doi.org/10.1021/acsptsci.XXXXXXX
