(hsyncoban/E+/Getty Images) Elämä tyypin 1 kanssa diabetes on ruokavalion, liikunnan ja insuliinihoidon jonglööritoiminta, joka ylläpitää normaalia verensokeritasoa. Kun onratkaisuista ei ole pulaa töissäYritetään helpottaa diabeetikkojen elämää, lupaava uusi lähestymistapa keskittyy itse insuliiniin.
Michael Weiss, biokemisti yhdysvaltalaisen Indianan yliopiston lääketieteellisestä korkeakoulusta, ja kollegat ovat palanneet insuliinimolekyylin piirustuspöydän ääreen ja muuttaneet rakennetta vastaamaan yksinkertaisen hiilihydraatin läsnäoloon tavoitteenaan yhdistää insuliinin aktivoituminen sisäisillä verensokeritasoilla jälleen.
Niiden modifikaatio keskittyy ominaisuuteen, joka on jo rakennettu molekyylin muotoon - suojaavaan 'saraan', joka mahdollistaa proteiinin toiminnan auki ollessaan ja pitää sen muuten vakaana suljettuna.
(IU School of Medicine, 2021)
Uusi muotoilu tarkoittaa, että insuliinimolekyyli avautuu vain 'avaimen', kuten yksinkertaisen sokerimolekyylin, läsnä ollessa.
Weissin ja hänen tiiminsä suorittamissa kokeissa käytettiin hiilihydraattifruktoosia, mikä osoitti, että insuliinia oli mahdollista manipuloida niin, että se aktivoi vain maksasta peräisin olevan solunäytteen, kun se 'käynnisti' tietyn määrän sokeria läsnä ollessa.
Enemmän todiste konseptista kuin todistetusta terapiasta, idea toimisi teoriassa samoin insuliinille, joka on muotoiltu aktivoitumaan glukoosin läsnä ollessa. Tulos avaa tien keinolle tasoittaa suurta osaa arvailuista diabeteksen hoidossa.
'Tällaisen 'älykkään' insuliinin lupaus on, että se muuttaisi diabeteksen hoidon, jotta ihmisten ei enää tarvitsisi huolehtia.' sanoo Weiss.
Tyypin 1 diabetes on autoimmuunisairaus, joka vaikuttaa joihinkin 15/100 000 ihmisiä ympäri maailmaa. Elimistön immuunijärjestelmä tuhoaa itse asiassa haiman solut, jotka ovat vastuussa insuliinihormonin tarkan määrän mittaamisesta verenkierrossa kelluvan glukoositason mukaisesti.
Ilman kontrolloituja insuliinimääriä eri puolille kehoa oikealla hetkellä, portit, jotka tavallisesti kanavoivat glukoosia soluihin, pysyvät lujasti lukittuina, mikä katkaisee polttoaineen energiannälkäisiltä kudoksilta ja elimistä silloin, kun ne sitä eniten tarvitsevat.
Diabeetikoille vuosisatojen aikana tämä olisi traagisesti merkinnyt varhaista kuolemaa. Onneksi miljoonien kohtalo muuttui havainto, että insuliinia voitiin puhdistaa ja ruiskuttaa keinotekoisesti, mikä teki haiman työtä sen puolesta.
Se on tehokas lääke, mutta ei ilman lukuisia haasteita. Kehon glukoosinnälkä on kaukana ennustettavissa olevasta, ja se ajaa tasoja ylös ja alas näennäisesti mielijohteesta.
Ilman tarpeeksi insuliinia verensokeri voi pysyä korkeana tilassa hyperglykemia , joka laukaisee useita oireita liiallisesta janosta päänsärkyyn, näön hämärtymiseen ja väsymykseen.
Ylikuormita elimistöäsi insuliinilla ja solut imevät nopeasti veren glukoosia, mikä sen sijaan johtaa hypoglykemia . Lievissä muodoissa tämä alhainen sokeritaso aiheuttaa liiallista hikoilua, hämmennystä, vapinaa ja ärtyneisyyttä. Vaikeissa muodoissa hypoglykemia lisää kohtausten riskiä ja joskus jopa johtaa kuolemaan.
Riippumatta siitä, mihin suuntaan kuljet, kun glukoosia ei ole riittävästi, keho muuttuu rasvaksi energianlähteeksi ja tuottaa ketoneja jätetuotteena. Jos niitä kerääntyy tarpeeksi suuria määriä, seurauksena on mahdollisesti vaarallinen tila nimeltä ketoasidoosi .
Tietämyksen ja tekniikan kehitys on varmasti auttanut ihmisiä hallitsemaan sokeritasojaan välttämään traagisia seurauksia. Mutta insuliinimolekyylin muuttaminen itse biokemialliseksi anturiksi voisi muodostaa vikaturvallisen mekanismin, joka tekee hormonista tehottoman, kun verensokeri laskee tietyn pisteen alapuolelle.
'Syy, miksi glukoosiherkkä insuliini on tärkeä, on se, että suurin este insuliinin tehokkaalle käytölle, erityisesti tyypin 1 diabeteksessa, on pelko verensokerin liian alhaisesta laskusta.' sanoo Weiss.
Käsitettä tutkivat muutkin tutkijat. Viime vuonna Kööpenhaminan yliopiston tutkijaryhmä ja biotekniikkayritys Gubra onnistuivat saavuttamaan samanlaisen lähestymistavan luoden insuliinimuodon, johon oli kiinnitetty ryhmä, joka hajosi glukoosin läsnäollessa tehdäkseen molekyylistä toimivan.
Sen on osoitettu toimivan rotilla, ja se on jälleen yksi mahdollinen automatisoitu insuliini, joka voitaisiin jonain päivänä sisällyttää hoitoihin.
Paljon täytyy tapahtua tämän ja sen välissä. Vaikka modifioidun hormonin olisi teoriassa tehokas, sen pitäisi olla tarpeeksi älykäs tunnistaakseen hyvin tietyn glukoosikynnyksen.
Vuonna 2021 tulee kuluneeksi sata vuotta insuliinin keksimisestä. Toisen sadan vuoden kuluttua tyypin 1 diabeteksen haasteita käsittelevät saattavat muistella jälleen satavuotisjuhlavuotta, jolloin insuliini sai hieman muodonmuutosta.
Tämä tutkimus julkaistiin vuonna PNAS .