Диабет – глобальная проблема здравоохранения, затрагивающая миллионы людей. Болезнь распространяется с бешеными темпами. Так, в 1989 году было диагностировано 108 млн диабетиков, а в 2014 – уже 422 млн. Это состояние в начальной стадии можно контролировать с помощью диеты и физической активности, тяжелая форма требует инъекций синтетического инсулина.
Спустя почти столетие после того, как впервые был обнаружен инсулин, команда ученых разработала самую маленькую и полностью функциональную версию этого гормона, используя яд морской улитки.
Исследователи из Соединенных Штатов и Австралии сообщают, что они выработали новый тип инсулина, сочетающий в себе силу человеческого инсулина и быстродействующий потенциал инсулина, вырабатываемого улитками-хищниками. Разработанное вещество может быть использовано для создания более безопасного и эффективного препарата для лечения диабета.
Что такое инсулин?
Инсулин – это гормон, вырабатываемый поджелудочной железой, который позволяет организму использовать сахар или глюкозу из углеводов, поступающих с пищей, для производства энергии или для хранения в запасах. Инсулин помогает контролировать уровень сахара в организме, не давая ему повышаться (гипергликемия) или понижаться (гипогликемия).
Инсулин отвечает за попадание глюкозы в кровь, а затем в клетки, давая им энергию для функционирования. Когда не хватает достаточного количества инсулина, глюкоза остается в крови, что приводит к развитию диабета .
Существует три типа диабета – тип 1, тип 2 и гестационный диабет. При диабете 1 типа, который является аутоиммунным заболеванием, иммунная система атакует поджелудочную железу, что приводит к ее повреждению. Состояние также называют инсулинозависимым диабетом, потому что поджелудочная железа не может производить инсулин. В результате пациенту необходимо постоянно вводить синтетический инсулин.
Диабет типа 2, или инсулиннезависимый диабет, возникает, когда поджелудочная железа может вырабатывать инсулин, но этого недостаточно, или существует резистентность к инсулину, при которой клетки не реагируют на гормон.
Гестационный диабет случается во время беременности – чаще это временное явление.
Подробности о конусных улитках
Конус-улитки обычно встречаются в тропических водах. Более крупные виды, такие как Conus geographus, выделяют яд, содержащий быстродействующий инсулин. Укус некоторых из крупных видов тропических конусных улиток может быть даже смертельным для человека.
Конусная улитка, как и другие улитки, медленная, но умеет быстро и мощно атаковать жертву, обнаруживая ее с помощью развертывания острого хоботка. Хищники охотятся на мелких донных рыб, временно парализуя их ядом. Затем улитка вонзает в жертву гарпуноподобный зуб и проглатывает ее.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Structural and Molecular Biology, ученые рассказывают, что у ядовитой конусной улитки много общих биохимических признаков с человеческим инсулином. Более того, он работает быстрее, чем самый быстрый человеческий инсулин, доступный сегодня.
Чтобы повлиять на уровень глюкозы в крови современными препаратами, требуется примерно 30 минут. В то время как инсулин, полученный из яда улиток, работает мгновенно. Но он менее эффективен, чем человеческий инсулин, поэтому не может заменить синтетический инсулин полностью.
Чтобы решить эту проблему, ученые синтезировали комбинированную версию инсулина с некоторыми быстродействующими свойствами молекулы яда и эффективностью человеческого инсулина. Они проверили новый инсулин на мышах, где обнаружили, что новый инсулин работает так же, как настоящий человеческий инсулин, но быстрее. Новое вещество назвали «мини-инсулином».
Хотя результаты исследования являются многообещающими, они пока не могут использоваться для пациентов. Необходимы дальнейшие исследования, подтверждающие эффективность и безопасность нового инсулина.
Источник: Xiong, X., Menting, J., Disotuar, M., Smith, N., Chou, D. et al. (2020). Структурно минимизированный, но полностью активный инсулин, основанный на принципах инсулина с ядом конусной улитки. Природа Структурная и Молекулярная Биология.
