211service.com
Smart insulin
At opretholde stram kontrol over blodsukkerniveauet er en daglig udfordring for mennesker med diabetes: det kræver konstant overvågning og flere insulininjektioner hver dag. Nu biotekvirksomheden SmartCells , baseret i Beverly, MA, udvikler et lægemiddel, der kan gøre det meste af det tunge løft i at kontrollere diabetes. Det injicerbare lægemiddel, kaldet SmartInsulin, registrerer høje glukoseniveauer og dispenserer automatisk insulin efter behov. Efterhånden som glukoseniveauet falder, stabiliserer stoffet sig og fanger insulin indtil næste glukosestigning. Et sådant lægemiddel kan reducere antallet af nødvendige insulininjektioner til én gang dagligt.
Smarte skud: Et nyt lægemiddel, der registrerer glukoseniveauer og leverer insulin efter behov, kan reducere antallet af daglige injektioner til patienter med diabetes. SmartInsulin virker via kompetitiv binding, hvor insulin (orange linjer), knyttet til en sukkergruppe (orange sekskanter), binder med et sukkerbindende molekyle (blå cirkel) i opløsning. Når glukose (blå sekskanter) i kroppen er høj, konkurrerer den med insulin om at binde sig til de sukkerbindende molekyler, fortrænger insulin og frigiver det til blodbanen efter behov.
Todd Zion , grundlægger og administrerende direktør for SmartCells, siger, at et sådant selvregulerende lægemiddel også kan reducere risikoen for hypoglykæmi, en potentiel fare forbundet med nuværende diabetiske behandlinger. Du vil opdage med enhver person, der tager insulin, at den farligste risiko er utilsigtet overdosis eller ikke at være i stand til at forudsige, hvordan blodsukkeret vil svinge efter et måltid, siger Zion. Fra et behandlingssynspunkt ville dette [lægemiddel] eliminere risikoen for farligt lavt blodsukker.
Normalt frigiver betaceller i bugspytkirtlen hormonet insulin til blodbanen som reaktion på høje glukoseniveauer. Hormonet bremser glukoseniveauet ved at hjælpe kroppens celler med at absorbere det som brændstof. Ved diabetes er insulinproduktionen nedsat, hvilket fører til unormalt høje niveauer af cirkulerende glukose. Det resulterer i alvorlige konsekvenser, herunder sløret syn, ændringer i stofskiftet og pludseligt vægttab.
Diabetespatienter tager i øjeblikket insulin via penne og traditionelle sprøjter, som afgiver en enkelt dosis af lægemidlet, eller via insulinpumper, som giver kontinuerlige lave doser hele dagen og kan levere insulin i perioder, hvor det ikke er nødvendigt. SmartCells' alternativ er at kemisk modificere insulin på en sådan måde, at det aktive hormon kun frigives i nærværelse af en vis koncentration af glukose. Under dette niveau forbliver insulin bundet og uopløseligt indtil næste blodsukkerstigning.
Zion udviklede teknologien, mens han arbejdede som doktorgradskandidat i MITs Nanostructured Materials Lab, som ledes af professor Jackie Ying. I sine eksperimenter modificerede Zion insulin ved kemisk at binde det til en bionedbrydelig polymer indeholdende klæbrige sukkergrupper. Han blandede det derefter i opløsning med et sukkerbindende molekyle, som i mangel af andre sukkerarter straks binder sig til sukkergrupperne knyttet til insulinet. Efterhånden som flere bindende molekyler griber fat i mere modificeret insulin, dannes der et netværk, der holder insulinet på plads. Når glukose tilsættes systemet, støder det den insulinbundne klæbrige sukkergruppe af vejen og griber fat i det sukkerbindende molekyle. Jo mere glukose der er, jo mere insulin udskilles fra netværket og opløses væk. Du kan se disse partikler skrumpe, og insulinet kommer fra dem, afhængigt af hvor hurtigt de bliver angrebet af sukker fra kroppen, siger Zion.
Virksomheden har testet stoffet på hundredvis af gnavere og er for nylig flyttet til undersøgelser af grise, der ikke producerer nok insulin-modeller, der kan ligne det diabetiske miljø hos mennesker. I eksperimenterne injicerede forskerne stoffet i diabetiske dyr og fulgte op med injektioner af sukker for at simulere et måltid. De sporede blodsukkerkoncentrationer med kontinuerlige glukosemonitorer og noterede også mængden af insulin frigivet som reaktion på øget glukose. Indtil videre har Zions team observeret, at stoffet er i stand til at mærke og tilpasse sig svingende glukoseniveauer og levere insulin efter behov, hvilket holder koncentrationerne stabile, samtidig med at man undgår insulinoverdoser, der kan føre til hypoglykæmi. Gruppen planlægger at sammenligne teknologien med eksisterende insulin-leveringsanordninger i fremtiden.
Ideen om at have insulin, der reagerer på glukose, og få en injektion én gang hver dag eller hver tredje eller fjerde dag, ville være et vidunderligt fremskridt for diabetikere, siger Michael Sefton , professor i kemiteknik og anvendt kemi ved University of Toronto. Dette kunne sætte dem i stand til at kontrollere blodsukkeret bedre og matche leveringen af insulin til deres behov for insulin. Selvom de indledende data virker lovende, siger Sefton, er det endnu ikke klart, om stoffet virker hurtigt nok til at være effektivt hos mennesker.
Zion sigter mod at begynde kliniske forsøg inden for de næste to år. I sidste uge modtog SmartCells 1 million dollars til at finansiere undersøgelser af sikkerhed og effektivitet i prækliniske dyreforsøg som en del af et partnerskab med Juvenil Diabetes Research Foundation .
Før de starter kliniske forsøg, skal forskerne sikre sig, at stoffet i bund og grund er idiotsikkert - det vil sige, at der ikke er andre molekylære signaler end glucose, der unødigt kan frigive insulin til blodbanen, siger Frederik Schoen , professor i patologi og sundhedsvidenskab og teknologi ved Harvard Medical School. Man skal undgå udbrud af insulin, som kan være farligt, siger Schoen. Det er et spændende koncept, og bør forfølges, men mange spørgsmål bør besvares undervejs.