Как молекула, имитирующая инсулин, может продвинуть исследования диабета
Исследователи WEHI в Мельбурне ответили на вопрос 100-летней давности в исследованиях диабета: может ли молекула, отличная от инсулина, иметь тот же эффект?
Полученные результаты дают важную информацию для будущего развития пероральных таблеток инсулина.
Исследовательская группа представила, как молекула, не содержащая инсулина, может имитировать роль инсулина, ключевого гормона, необходимого для контроля уровня сахара в крови.
Исследование, проведенное WEHI, открывает новые возможности для разработки лекарств, которые могли бы заменить ежедневные инъекции инсулина для людей с диабетом 1 типа.
С первого взгляда
- Исследователи точно представили, как молекула, имитирующая инсулин, воспроизводит активность инсулина для регулирования уровня глюкозы в крови
- Исследование отвечает на вековой вопрос о том, можно ли заменить инсулин
- Результаты исследования освещают новые возможности для разработки пероральных имитаторов инсулина, которые могут заменить ежедневные инъекции диабетикам 1 типа
Люди с диабетом 1 типа не могут вырабатывать инсулин и нуждаются в многократных ежедневных инъекциях инсулина, чтобы контролировать уровень глюкозы в крови.
Новое исследование подтверждает, что альтернативные молекулы могут быть использованы для включения поглощения глюкозы в крови, полностью обходя потребность в инсулине.
Исследование, опубликованное в Nature Communications, было проведено доктором Николасом Кирком и профессором Майком Лоуренсом из WEHI в сотрудничестве с исследователями из американской фармацевтической компании Lilly.
Почему нет таблеток с инсулином?
Доктор Кирк сказал, что ученые изо всех сил пытались сделать инсулин в виде таблеток, потому что инсулин нестабилен и легко разлагается организмом при переваривании.
“С момента открытия инсулина 100 лет назад разработка таблеток инсулина была мечтой для исследователей диабета, но после десятилетий попыток добиться небольшого успеха”, - сказал он.
В настоящее время исследования значительно ускорились с развитием криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ), новой технологии, которая позволяет визуализировать сложные молекулы в атомных деталях, позволяя исследователям быстро создавать 3D-изображения ("чертежи") рецептора инсулина.
“С помощью cryo-EM мы теперь можем напрямую сравнивать, как разные молекулы, включая инсулин, меняют форму рецептора инсулина”, - сказал доктор Кирк.
“Взаимодействие инсулина оказывается гораздо более сложным, чем кто-либо предполагал, и инсулин, и его рецептор резко меняют форму по мере того, как они взаимодействуют”.
Имитация инсулина с помощью простых молекул
Новое исследование показывает, как молекула, имитирующая инсулин, воздействует на рецептор инсулина и включает его, что является первым шагом на пути, который заставляет клетки поглощать глюкозу, когда уровень сахара в организме слишком высок.
Команда выполнила сложные крио-ЭМ реконструкции, чтобы получить чертежи нескольких молекул, называемых “пептидами”, которые, как известно, взаимодействуют с рецептором инсулина и удерживают его в “активном” положении.
Эксперименты с крио-ЭМ выявили один пептид, который может связываться и активировать рецептор аналогично инсулину.
“Инсулин эволюционировал, чтобы осторожно удерживать рецептор, как рука, соединяющая щипцы”, - сказал доктор Кирк.
“Пептиды, которые мы использовали, работают парами, чтобы активировать рецептор инсулина – как две руки, хватающие пару щипцов снаружи”.
Хотя терапевтические результаты далеки, открытие команды может привести к созданию препарата для замены инсулина, снижающего потребность диабетиков в инъекциях.
“Ученые добились успеха, заменив эти виды миметических молекул лекарствами, которые можно принимать в виде таблеток”, - сказал доктор Кирк.
“Это все еще долгий путь, который потребует дальнейших исследований, но приятно осознавать, что наше открытие открывает двери для перорального лечения диабета 1 типа”.
Исследование “Активация рецептора человеческого инсулина не связанными с инсулином пептидами” опубликовано в Nature Communications. Исследование было поддержано финансово Лилли.
Авторы исследования WEHI: Николас Кирк, Мэй Маргеттс и Майк Лоуренс.
