Розумний інсулін сам активується в потрібний момент

Новий модифікований інсулін, здатний до саморегуляції винайшли вчені з США. Він здатний самостійно активуватися при підвищенні рівня цукру в крові. Стаття про «розумний інсулін» опублікована в журналі PNAS.

Діабет першого типу – це, якщо його не лікувати, смертельна хвороба. Він розвивається через те, що клітини імунної системи атакують підшлункову залозу і вбивають її β-клітини. Ці клітини виробляють інсулін. Коли господар підшлункової залози поїсть, в кров потрапляє з’їдена глюкоза. Глюкоза повинна потрапити далі в клітини і там перетворитися на енергію, яку клітина витратить на власні потреби. Як ми пам’ятаємо, клітини оточені клітинною мембраною. Щоб клітина продовжувала існувати, їй потрібно ретельно контролювати через мембрану, що рухається в обидві сторони. Всередину повинно потрапляти те, що потрібно клітці і безпечно. Інсулін якраз і повідомляє клітці, що ось прямо зараз у крові є глюкоза, треба пропускати її всередину. Якщо інсуліну не буде, глюкоза залишиться в крові, а клітини будуть голодувати.

Інсулін повинен з’являтися в крові в потрібний момент – після їжі, коли є глюкоза. Для цього β-клітини забезпечені спеціальним складним механізмом: вони синтезують інсулін рівномірно протягом тривалого часу, а випускають назовні у відповідь на підвищилась концентрація глюкози. Порушення цього принципу загрожує серйозними наслідками.

Високий рівень глюкози в крові, звичайно, небезпечний і за кілька років може перетворити людину на інваліда і вбити. Але локально низький рівень глюкози набагато небезпечніший. Він не призводить до сліпоти або гангрени як високий, але, знизившись раптово, може призвести до коми та смерті. Гіпоглікемію легко запобігти, своєчасно що-небудь з’ївши, але небезпечна вона саме тим, що може розвиватися раптово. Особливо небезпечно, якщо вона розвивається у сні.

Саме необхідність мінімізувати ймовірність гіпоглікемії створює проблеми в терапії діабету. Було б нескладно модифікувати які-небудь клітини в організмі пацієнта так, щоб вони виробляли один пептид – інсулін. Але спорудити всю глюкозозалежну систему секреції інсуліну в крові поки не вдається. Теоретично проблему б вирішили β-клітини, отримані з iPS-клітин , але це теж питання не найближчого майбутнього.

У розвинених країнах хворі з діабетом першого типу живуть досить добре. У деяких дослідженнях їх тривалість життя навіть перевищує тривалість життя людей з контрольної вибірки – ймовірно, за рахунок звички до більш здорового способу життя, більш частих візитів до лікаря і т. п. Але їх життя все одно залишається досить клопітким. Хворі, які стежать за своїм рівнем глюкози пильно, живуть довше і краще, ніж ті, які стежать «приблизно». Уважне стеження вимагає високого рівня відповідальності, частих вимірювань рівня глюкози, необхідності вибирати з різних видів синтетичних інсулінів (довгої дії, короткої дії), контролю самопочуття і т.д. Почасти проблему вирішує так звана інсулінова помпа – програмований пристрій, який сам вимірює рівень глюкози і саме вводить інсулін. Це пристрій досить зручний і поширюється все ширше, але не дуже дешево, і у деяких людей викликає відторгнення ідея жити все життя підключеним до приладу.

Тому ідеальним був би інсулін, який змінює свою активність залежно від концентрації глюкози в крові. Саме таким його і створили автори роботи. Для цього вони приєднали до кожної молекули довгостроково діючого інсуліну молекулу фенілборної кислоти , з’єднавши їх алкильному ланцюжку. Коли глюкози мало, алкільний фрагмент прикріплюється до альбуміну – білку, в достатку циркулюючому в крові, і вся молекула неактивна, вона не може взаємодіяти з рецепторами на поверхні клітин. Коли глюкози стає більше, фенілборний фрагмент взаємодіє з молекулами глюкози, алкільний фрагмент і альбумін роз’єднуються і молекула відправляється у вільне плавання, володіючи звичайною активністю інсуліну.

PINU.com.ua