1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

«Умный» инсулин сам предотвращает гипогликемию

«Умный» инсулин сам предотвращает гипогликемию

«Умный» инсулин сам предотвращает гипогликемию

Инсулин — это гормон, который вырабатывается в поджелудочной железе. Он помогает организму регулировать уровень глюкозы, которая потребляется с пищей и обеспечивает организм энергией.

Диабет возникает, когда организм человека не вырабатывает инсулин естественным образом (диабет 1 типа) или вырабатывает, но неэффективно использует произведенный инсулин (диабет 2 типа). В большинстве случаев диабета врачи назначают инсулиновые инъекции.

Как правило, люди, которым необходимо использовать инсулин, контролируют уровень сахара в крови с помощью глюкометра или системы непрерывного мониторинга глюкозы — при этом доза препарата рассчитывается в зависимости от показаний приборов. Однако несмотря на контроль сахара пациентам все равно необходимо регулярное потребление углеводов (крупы, овощи, фрукты), чтобы избежать резких скачков глюкозы.

Очевидно, на оба этих процесса (измерение глюкозы и питание) влияет человеческий фактор, что иногда приводит к печальным последствиям. Передозировка инсулина, как и нехватка углеводов может вызвать у диабетика гипогликемию — состояние когда уровень сахара в крови слишком низок. Ситуация может дойти до гипогликемической комы и закончиться смертью.

Чтобы стабилизировать это потенциально опасное положение, команда специалистов из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработала тип «умного» инсулина, под названием i-инсулин, который способен предотвратить слишком низкий уровень сахара в крови.

Известно, что внутри организма инсулин действует как «ключ», помогающий глюкозе проникать в клетки из кровотока. Когда инсулин прикрепляется к поверхности клетки, он активирует внутриклеточный белок-переносчик глюкозы GLUT4, который затем выходит на поверхность клетки. GLUT4 перемещает окружающую глюкозу из крови в клетку.

Исследователи добавили дополнительную молекулу, представляющую собой ингибитор, способный химически блокировать молекулу белка-переносчика после ее появления на поверхности. Присутствие ингибитора не обязательно полностью останавливает проникновение глюкозы в летку. Напротив, это часть динамического процесса, который зависит от уровня сахара в крови.

I-инсулин работает не просто как ключ, но как «умный ключ». Он позволяет глюкозе проникать в клетку, однако добавленная молекула ингибитора предотвращает слишком большое поступление, когда уровень сахара в крови нормальный. Это поддерживает уровень сахара в крови на нужном уровне и снижает риск гипогликемии. Тот же самый i-инсулин способен быстро реагировать и на высокие уровни глюкозы, что бывает важно после еды, когда уровни глюкозы повышаются довольно резко.

Исследовательская группа проверила умный инсулин на мышах с диабетом 1 типа. I-инсулин контролировал и удерживал уровни глюкозы в пределах нормы до 10 часов после первой инъекции. Вторая инъекция через три часа продлила защиту от гипогликемии. Следующим шагом будет оценка долгосрочной биосовместимости модифицированной системы инсулина на животных моделях. Если все пойдет успешно, умный инсулин станет одним из важнейших достижений в лечении диабета.

Новый инсулин обладает потенциалом для оптимизации времени реакции и того, как долго он может действовать в организме, прежде чем потребуется еще одна доза. Инъекции не обязательны: это могут быть таблетки или пластырь.

Читать еще:  Названы продукты, которые нельзя употреблять при раке груди

I-insulin — умный инсулин, который препятствует развитию гипогликемии

Исследователи объявили, что разработали новый умный инсулин, который может помочь людям с инсулинозависимым диабетом предотвращать гипогликемию.

В настоящее время препарат известен как i-insulin. Команда из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) добавила дополнительную молекулу к гормону, который, по их словам, может предотвратить низкий уровень сахара в крови.

Главный исследователь проекта Чжэнь Гу, профессор биоинженерии в Школе инженерии при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, сказал:

«Наш новый i-insulin работает как «умный» ключ». Инсулин позволяет глюкозе проникать в клетку, но добавленная молекула ингибитора предотвращает слишком большое поступление глюкозы, когда уровень сахара в крови в пределах нормы. Это поддерживает уровень сахара в крови на нормальном уровне и снижает риск гипогликемии».

Препарат был протестирован на мышиной модели с диабетом 1 типа. Было выявлено, что первая инъекция инсулина эффективна для поддержания уровня сахара в крови в пределах нормы в течение до 10 часов, и даже при введении дополнительной дозы в короткое время, инсулин продолжает работать согласно своим функциям, не приводя к гипогликемии.

Следующим шагом является испытание i-insulin на людях в клинических исследованиях. Если результаты покажут, что лечение является безопасным и эффективным, то этот препарат может радикально изменить процесс компенсации диабета!

Соавтор исследования, исследователь Цзиньцян Ванг, добавил: «Этот i-insulin также может быстро реагировать на высокие уровни глюкозы.

Например, после еды, когда уровни глюкозы повышаются, количество подаваемого инсулина в крови также быстро увеличивается, что помогает нормализовать уровень глюкозы».

Доктор Гу пришел к выводу, что новый инсулин обладает потенциалом для оптимизации времени реакции и того, как долго он может сохраняться в организме, прежде чем потребуется другая доза.

Полученные результаты были опубликованы в трудах Национальной академии наук.

Схема регуляции активности транспорта глюкозы с помощью аналога инсулина (IA; в этом исследовании i-insulin служит модельным аналогом).

Аналог инсулина может связываться с обратимым ингибитором переносчика глюкозы (Glut) с учетом уровня гликемии. При инъекции и при нормогликемии аналог инсулина достигает регулярной скорости клиренса глюкозы в крови, и образуется резервуар инсулинового аналога — Glut-комплекс. При потреблении глюкозы повышенные уровни глюкозы в крови приводят к высвобождению аналога инсулина из комплекса инсулин-аналог-Glut, который впоследствии связывается с рецепторами инсулина для запуска транслокации Glut на клеточные мембраны. При диссоциации аналога инсулина Glut-глютен, связанный с инсулиновым аналогом, превращается в свободный Glut, усиливая избыточный клиренс глюкозы в крови. При избыточной инъекции аналога инсулина (то есть передозировки) образование комплекса аналога инсулина-Glut ослабляет активность глюкозы в транспорте Glut, что снижает риск гипогликемии.

С нетерпением ждем эту новинку, которая перевернет мир диабета и сделает компенсацию гораздо легче и продуктивнее!

Умный инсулин успешно испытан на мышах

Пациенты с сахарным диабетом 1 типа должны несколько раз в день проверять свой уровень сахара, чтобы вводить правильную дозу инсулина.

Любая ошибка в этом деле может обернуться серьезными осложнениями, и даже смертельным исходом.

Доктор Дэнни Чоу (Danny Chou), преподаватель биохимии в Школе медицины Университета Юты в Солт-Лейк-Сити (США), обещает в скором времени сделать жизнь диабетиков намного проще.

Читать еще:  Немеет кончик пальца

В издании Proceedings of the National Academy of Sciences ученые сообщают, что они разработали и испытали умный инсулин длительного действия под названием Ins-PBA-F, который самоактивируется при высоком уровне сахара в крови и возвращает его к норме.

Сегодня американские исследователи работают над умным инсулином, который подойдет для лечения людей. Они рассчитывают перейти к стадии клинических испытаний в течение ближайших 2-5 лет.

Эксперименты на грызунах с сахарным диабетом 1 типа показали, что одна инъекция инсулина Ins-PBA-F обеспечивает надежный контроль уровня сахара на протяжении 14 часов. Все это время молекулы Ins-PBA-F активируются только в те моменты, когда уровень сахара в крови превышает определенный порог. Например, после приема пищи.

Умный инсулин срабатывает быстрее современных препаратов

При обоих типах сахарного диабета организм не способен контролировать уровень сахара в крови. При сахарном диабете 1 типа это происходит из-за того, что инсулинпродуцирующие клетки поджелудочной железы разрушены. Без инсулина организм лишает главного механизма «закачивания» глюкозы внутрь клеток, где она должна использоваться для получения энергии. Люди с диабетом 1 типа полностью зависят от введения инсулина.

Несколько фактов о диабете:

  • В 2012 году в США 29,1 миллиона человек страдали диабетом, что составляет 9,3% населения страны
  • Около 5% случаев сахарного диабета приходится на инсулинозависимый диабет, или диабет 1 типа
  • В 2012 в США общая стоимость расходов, связанных с диабетом, превысила 245 миллиардов долларов

Если больной сахарным диабетом 1 типа не в состоянии правильно управлять своим заболеванием, это очень скоро может привести к серьезным последствиям для здоровья. Гипергликемия, то есть повышенный уровень сахара в крови, повышает риск сердечно-сосудистых заболеваний, поражения глаз и нервов, других осложнений. Гипогликемия, или пониженный уровень сахара в крови, может привести к коме, и даже к смерти больного.

Исследователи говорят, что их умный инсулин Ins-PBA-F может обеспечить более быстрый и эффективный ответ на изменение уровня сахара в крови по сравнению с существующим аналогом инсулина длительного действия детемир (LEVIMIR). Их работа показала, что скорость нормализации уровня сахара у мышей с диабетом на Ins-PBA-F такая же, как у здоровых животных, которые вырабатывают собственный инсулин.

Профессор Чоу говорит: «Это важное улучшение в терапии инсулином. Наш инсулин контролирует уровень сахара в крови эффективнее, чем любые средства, которые доступны пациентам сегодня».

За последние десятилетия терапия диабета подверглась значительным изменениям. Сегодня используются хитроумные инсулиновые помпы, появилось четыре типа инсулина и многое другое. Но пациентам все еще приходится самостоятельно регулировать дозы инсулина исходя из результатов измерений. Количество инсулина, которое нужно ввести, в разное время может отличаться. Оно зависит от количества и состава съеденной пищи, интенсивности физических нагрузок и др.

Умный инсулин Ins-PBA-F автоматически активируется только тогда, когда это нужно. Это упрощает контроль заболевания и устраняет риск неправильного дозирования.

Умный инсулин Ins-PBA-F – первый в своем роде

Умный инсулин – не единственный находящийся в разработке умный инсулин, но он первый среди аналогов, который не нуждается в покрытии специальными защитными гелями или протеиновыми барьерами для ингибирования инсулина, когда сахар низкий. Такие продукты связаны с повышенным риском нежелательных побочных эффектов, включая иммунный ответ.

Читать еще:  В человеческой сперме найдено множество вирусов (не грипп)

Ins-PBA-F имеет хвост из фенилбороновой кислоты (PBA), которая при нормальном уровне сахара связывает активный участок инсулина и блокирует его действие. Но когда уровень сахара повышается, глюкоза связывается с фенилбороновой кислотой, в результате чего активный участок гормона освобождается, и он начинает действовать.

Профессор Чоу сказал: «Наш Ins-PBA-F действительно соответствует определению «умного инсулина», потому что молекула сама отвечает на уровень сахара. Это первый в своем роде продукт».

Средства для разработки умного инсулина были предоставлены Национальными институтами здоровья США, Фондом по изучению ювенильного диабета, Благотворительным фондом Гарри Хелмси и Фондом семьи Тайебати.

Константин Моканов: магистр фармации и профессиональный медицинский переводчик

«Умный гель» заменит электронику и сам введет нужную дозу инсулина при диабете

«Умный гель» с инсулином внутри

Akira Matsumoto et al / Science Advances, 2017

Японские ученые создали систему автоматической доставки инсулина в кровь без электронного управления. Она сделана на основе синтетического полимера с остатками бороновой кислоты, меняющего проницаемость в зависимости от уровня глюкозы в среде. Больным диабетом пациентам с такой системой не придется самостоятельно регулировать дозы инсулина, поскольку система будет вносить их в кровь автоматически. Статья с описанием опубликована в Science Advances.

Сахарный диабет — очень распространенное заболевание, при котором нарушено усвоение глюкозы из-за абсолютной или частичной недостаточности гормона инсулина. Инсулин вырабатывается поджелудочной железой и необходим для поддержания определенного уровня глюкозы в крови. При его недостатке уровень глюкозы неконтролируемо растет, что при тяжелой форме диабета может приводить к гипергликемической коме и смерти. На 2016 год в мире было зарегистрировано 422 миллиона человек с диабетом разной степени тяжести. В среднем 8,5 процентов взрослых людей болеют сахарным диабетом.

Существуют системы автоматической доставки инсулина. На данный момент самая распространенная система такого рода — электронная «открытая» система, определяющая уровень глюкозы, с помощью которой человек сам контролирует поставку инсулина в кровь. Однако такой метод, с одной стороны, зачастую связан с неточностями расчетов дозы, а с другой стороны, для некоторых пациентов оказывается слишком сложным (например, для пожилых людей или, наоборот, для маленьких детей).

Технология, которую разработали Акира Матсумото (Akira Matsumoto) и его коллеги, основана на работе «умного геля». Этот гель чувствителен к уровню глюкозы в крови, и поставляет необходимую дозу инсулина в кровь через катетер самостоятельно. Это происходит следующим образом: когда глюкозы в крови много, гель становится более проницаемым, и сквозь него в кровь поступает больше инсулина. Когда уровень глюкозы падает, гель, напротив, становится непроницаемым, как кожа, и поставка инсулина в кровь прекращается.

Использование гидрогелей для определения уровня глюкозы — идея не новая, но технологии, которые были опробованы ранее (например, гели на основе глюкозооксидазы и лектинов) оказывались слишком неустойчивыми и, зачастую, цитотоксичными (вызывали патологические изменения в клетках). В данном случае ученые создали синтетическую небелковую полимерную структуру. В основе ее действия лежит чувствительность к глюкозе бороновой кислоты (HB(OH)2). Связываясь с глюкозой, остаток этой кислоты меняет проницаемость всего полимера, и оболочка, которая «сдерживает» поток инсулина в кровь в катетере становится более проницаемой.

Принцип действия геля с остатками бороновой кислоты

Akira Matsumoto et al / Science Advances, 2017

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector