211service.com
Inteligentna Insulina
Utrzymywanie ścisłej kontroli nad poziomem cukru we krwi jest codziennym wyzwaniem dla osób z cukrzycą: wymaga stałego monitorowania i wielu zastrzyków insuliny każdego dnia. Teraz firma biotechnologiczna Inteligentne komórki , z siedzibą w Beverly, MA, opracowuje lek, który może wykonać większość ciężkich ćwiczeń w kontrolowaniu cukrzycy. Lek do wstrzykiwań, zwany SmartInsulin, wykrywa wysoki poziom glukozy i automatycznie dozuje insulinę na żądanie. Gdy poziom glukozy spada, lek stabilizuje się, zatrzymując insulinę aż do następnego skoku glukozy. Taki lek może zmniejszyć liczbę zastrzyków insuliny wymaganych raz dziennie.
Sprytne ujęcia: Nowy lek, który wykrywa poziom glukozy i dostarcza insulinę na żądanie, może zmniejszyć liczbę codziennych zastrzyków u pacjentów z cukrzycą. SmartInsulin działa poprzez konkurencyjne wiązanie, w którym insulina (linie pomarańczowe), dołączona do grupy cukru (pomarańczowe sześciokąty), wiąże się z cząsteczką wiążącą cukier (niebieskie kółko) w roztworze. Kiedy poziom glukozy (niebieskie sześciokąty) w organizmie jest wysoki, konkuruje z insuliną o wiązanie się z cząsteczkami wiążącymi cukier, wypierając insulinę i w razie potrzeby uwalniając ją do krwioobiegu.
Todd Zion , założyciel i dyrektor generalny SmartCells, mówi, że taki samoregulujący lek może również zmniejszyć ryzyko hipoglikemii, potencjalnego zagrożenia związanego z obecnymi terapiami cukrzycowymi. Przekonasz się, że w przypadku każdej osoby przyjmującej insulinę najbardziej niebezpiecznym ryzykiem jest przypadkowe przedawkowanie lub niemożność przewidzenia zmian poziomu cukru we krwi po posiłku, mówi Zion. Z punktu widzenia leczenia, ten [lek] wyeliminowałby ryzyko niebezpiecznie niskiego poziomu cukru we krwi.
Zwykle komórki beta trzustki uwalniają hormon insuliny do krwiobiegu w odpowiedzi na wysoki poziom glukozy. Hormon ogranicza poziom glukozy, pomagając komórkom organizmu wchłaniać go jako paliwo. W cukrzycy produkcja insuliny jest upośledzona, co prowadzi do nienormalnie wysokich poziomów krążącej glukozy. Powoduje to poważne konsekwencje, w tym niewyraźne widzenie, zmiany w metabolizmie i nagłą utratę wagi.
Pacjenci z cukrzycą przyjmują obecnie insulinę za pomocą wstrzykiwaczy i tradycyjnych strzykawek, które dostarczają pojedynczą dawkę leku, lub pomp insulinowych, które zapewniają ciągłe niskie dawki przez cały dzień i mogą dostarczać insulinę w okresach, kiedy nie jest to potrzebne. Alternatywą SmartCells jest chemiczna modyfikacja insuliny w taki sposób, aby aktywny hormon uwalniał się dopiero przy określonym stężeniu glukozy. Poniżej tego poziomu insulina pozostaje związana i nierozpuszczalna aż do następnego skoku cukru we krwi.
Zion opracował tę technologię, pracując jako doktorant w Laboratorium Nanostrukturalnych Materiałów MIT, którym kieruje profesor Jackie Ying. W swoich eksperymentach Zion zmodyfikował insulinę, łącząc ją chemicznie z biodegradowalnym polimerem zawierającym lepkie grupy cukrowe. Następnie zmieszał go w roztworze z cząsteczką wiążącą cukier, która przy braku innych cukrów natychmiast wiąże się z grupami cukrowymi przyłączonymi do insuliny. Gdy więcej cząsteczek wiążących chwyta bardziej zmodyfikowaną insulinę, tworzy się sieć, która utrzymuje insulinę na miejscu. Gdy glukoza jest dodawana do systemu, usuwa z drogi lepką grupę cukrową związaną z insuliną, chwytając cząsteczkę wiążącą cukier. Im więcej glukozy, tym więcej insuliny jest wyrzucane z sieci, rozpuszczając się. Możesz zobaczyć, jak te cząsteczki kurczą się i wydzielana jest z nich insulina, w zależności od tego, jak szybko są atakowane przez cukier z organizmu, mówi Zion.
Firma przetestowała lek na setkach gryzoni, a ostatnio przeniosła się do badań na świniach, które nie wytwarzają wystarczającej ilości insuliny – modele, które mogą bardziej przypominać środowisko cukrzycowe u ludzi. W eksperymentach naukowcy wstrzyknęli lek zwierzętom z cukrzycą, a następnie wstrzyknęli cukier w celu symulacji posiłku. Śledzili stężenie cukru we krwi za pomocą ciągłego monitorowania glukozy, a także odnotowali ilość insuliny uwalnianej w odpowiedzi na podwyższony poziom glukozy. Jak dotąd zespół Zion zaobserwował, że lek jest w stanie wykrywać i dostosowywać się do wahań poziomu glukozy i dostarczać insulinę w razie potrzeby, utrzymując stabilne stężenia, jednocześnie unikając przedawkowania insuliny, które może prowadzić do hipoglikemii. Grupa planuje w przyszłości porównanie tej technologii z istniejącymi urządzeniami do podawania insuliny.
Pomysł posiadania insuliny reagującej na glukozę i wstrzykiwania raz dziennie lub co trzy lub cztery dni byłby wspaniałym postępem dla diabetyków, mówi Michael Sefton , profesor inżynierii chemicznej i chemii stosowanej na Uniwersytecie w Toronto. Może to umożliwić im lepszą kontrolę poziomu cukru we krwi i dopasowanie dostarczania insuliny do ich zapotrzebowania na insulinę. Chociaż wstępne dane wydają się obiecujące, mówi Sefton, nie jest jeszcze jasne, czy lek działa wystarczająco szybko, aby był skuteczny u ludzi.
Zion zamierza rozpocząć badania kliniczne w ciągu najbliższych dwóch lat. W zeszłym tygodniu firma SmartCells otrzymała milion dolarów na sfinansowanie badań bezpieczeństwa i skuteczności w przedklinicznych badaniach na zwierzętach w ramach partnerstwa z Fundacja Badań nad Cukrzycą Nieletnich .
Przed rozpoczęciem badań klinicznych naukowcy będą musieli upewnić się, że lek jest zasadniczo niezawodny – to znaczy, że nie ma żadnych sygnałów molekularnych innych niż glukoza, które mogłyby niepotrzebnie uwalniać insulinę do krwiobiegu, mówi Fryderyk Schoen , profesor patologii oraz nauk o zdrowiu i technologii w Harvard Medical School. Musisz unikać wyrzutów insuliny, co może być niebezpieczne, mówi Schoen. To ekscytująca koncepcja i należy ją realizować, ale po drodze należy odpowiedzieć na wiele pytań.