Człowiek

Natura najlepszą nauczycielką

Naturalna kontrola glikemii to niedościgły ideał, do którego próbujemy się zbliżyć, tworząc maszyny mające ułatwić życie osobom cierpiącym na cukrzycę. Niedawno opublikowano pracę, w której opisano nowy „inteligentny system dostarczania insuliny” oparty na mechanizmie najbardziej zbliżonym do tego proponowanego przez naturę.

Zdrowa komórka β ma tę niezwykła właściwość, że potrafi szybko i elastycznie reagować na zmiany poziomu cukru we krwi – wykrywa wzrost glikemii i, uwalniając insulinę, prowadzi do jej obniżenia. U osób z cukrzycą ten mechanizm zawodzi. Od lat trwają próby stworzenia urządzenia, które mogłoby dostarczać egzogenną insulinę diabetykom tak, aby komfort ich życia był zbliżony do osób zdrowych (bez zaburzeń tolerancji glukozy). W najnowszym numerze czasopisma „Advanced Materials” opublikowano pracę, która daje na to nadzieję.

Naukowcom udało się stworzyć zmodyfikowaną insulinę, która ma właściwości porównywalne z insuliną natywną (czyli naturalną formą białka, które jest aktywne w komórce). Insulina została zmodyfikowana poprzez dołączenie do niej cząsteczek glukozaminy, czyli pochodnych glukozy. Tak zmieniona insulina ma jednak pewną charakterystyczną cechę umożliwiającą jej wykorzystanie terapeutyczne – potrafi wiązać się z białkami na powierzchni czerwonych krwinek, tworząc w ten sposób rezerwuar insuliny w organizmie. Co więcej, wiązanie to jest odwracalne, a czynnikiem umożliwiającym uwolnienie insuliny z powierzchni erytrocytów jest… glukoza!

Pomysł jest zatem genialny w swojej prostocie. Diabetykom należy dostarczyć erytrocyty niosące na powierzchni zmodyfikowaną insulinę. Po każdym posiłku, kiedy poziom glukozy we krwi pacjentów wzrośnie, insulina zostanie automatycznie z nich uwolniona. Wolna insulina rozpocznie zaś całą kaskadę zdarzeń prowadzących do obniżenia poziomu cukru we krwi. Mechanizm działania jest więc analogiczny do sekrecji insuliny spowodowanej wzrostem glukozy przez trzustkę!

Naukowcy udowodnili działanie systemu na myszach z cukrzycą typu 1. Zwierzętom podano erytrocyty załadowane zmodyfikowaną insuliną, a elastyczna kontrola glikemii była u nich możliwa przez ponad dwa dni, podczas gdy inne systemy dostarczania insuliny działały znacznie krócej. Wykazano także, że tak wprowadzona insulina nie powoduje hipoglikemii, czyli niezwykle niebezpiecznego, bo mogącego prowadzić do śmierci, powikłania terapeutycznego, spowodowanego podaniem zbyt dużej dawki insuliny, a co za tym idzie nadmiernym obniżeniem cukru we krwi. Można więc uznać, że proponowany system jest bezpieczny.

Ma on jednak piętę achillesową. Od pacjentów należałoby pobierać krew, izolować krwinki czerwone, dołączać zmodyfikowaną insulinę i ponownie wstrzykiwać do organizmu, co właściwie uniemożliwia jego wykorzystanie w codziennej praktyce klinicznej. Co więcej, wykazano, że porównując wyniki uzyskane przy użyciu krwi myszy młodych i starszych, lepsze efekty metaboliczne uzyskiwano, stosując krew tych pierwszych. Możliwe, że jest to związane z czasem życia erytrocytów (średnio około trzech miesięcy) i rożnym stosunkiem erytrocytów nowych do starych, w zależności od wieku myszy.

Aby uwolnić się od tej niedogodności, spróbowano więc opłaszczyć sztuczne nanocząstki błoną, która miałaby takie same właściwości jak błona krwinek czerwonych, czyli umożliwiałaby wiązanie zmodyfikowanej insuliny. Udało się wykazać, że także takie sztuczne nośniki uruchamiają opisany powyżej mechanizm. Możemy więc przypuszczać, że w niedalekiej przyszłości będziemy mogli przeczytać o dalszych badaniach nad tym systemem, skupiających się przede wszystkim na najlepszych metodach dostarczania nanocząstek do organizmu.

Źródło

+

Red Blood Cells for Glucose-Responsive Insulin Delivery, Adv Mater. 2017 May;29(18). doi: 10.1002/adma.201606617

Share this Story
  • Natura najlepszą nauczycielką

    Naturalna kontrola glikemii to niedościgły ideał, do którego próbujemy się zbliżyć, tworząc maszyny mające ułatwić życie osobom cierpiącym na cukrzycę. Niedawno ...
  • Zarazki mogą wpływać na rozwój cukrzycy typu 1

    Międzynarodowy zespół naukowców odkrył, że zarazki mogą odgrywać rolę w genezie cukrzycy typu 1. Według badaczy zmieniają one układ odpornościowy tak, ...
  • komórki beta

    Czapka niewidka dla komórek beta

    W październiku 2014 roku prof. Douglas Melton [1] wraz z zespołem z Uniwersytetu Harvarda po raz pierwszy przekształcił komórki macierzyste w ...
  • Antybakteryjne białko nadzieją na nowe terapie cukrzycy

    Zespół naukowców z Ottawy odkrył obecność działającego antybakteryjnie białka – katelicydyny CAMP w komórkach trzustki. Wyniki badań na szczurach podatnych na ...
  • Synowie mogą dziedziczyć efekty stresu ojców

    U samców myszy powtarzający się stres psychologiczny powoduje wzrost poziomu cukru we krwi. Nowe badania pokazują, że jego efekty mogą być ...
Zobacz inne podobne wpisy
  • Natura najlepszą nauczycielką

    Naturalna kontrola glikemii to niedościgły ideał, do którego próbujemy się zbliżyć, tworząc maszyny mające ułatwić życie osobom cierpiącym na cukrzycę. Niedawno ...
  • badania nad nowotworami

    Darwinowskie nowotwory

    Czy kiedykolwiek zastanawiało Was, dlaczego częstość występowania nowotworów u ludzi różni się między poszczególnymi organami? Dlaczego raki jelita, piersi czy prostaty ...
  • A researcher looking at E.coli bacteria strain at the Institute of Food Safety, Animal Health and Environment in Latvia

    Przemożna siła adaptacji

    Od momentu rozpoczęcia projektu Sekwencjonowanie Ludzkiego Mikrobiomu (ang. Human Microbiome Project, HMP) dowiedzieliśmy się bardzo dużo o bakteriach zamieszkujących nasz organizm, ...
  • komórki beta

    Czapka niewidka dla komórek beta

    W październiku 2014 roku prof. Douglas Melton [1] wraz z zespołem z Uniwersytetu Harvarda po raz pierwszy przekształcił komórki macierzyste w ...
Zobacz inne wpisy Agnieszka Ludwig-Gałęzowska
  • Natura najlepszą nauczycielką

    Naturalna kontrola glikemii to niedościgły ideał, do którego próbujemy się zbliżyć, tworząc maszyny mające ułatwić życie osobom cierpiącym na cukrzycę. Niedawno ...
  • Zaufanie do szczepionek na świecie [INTERAKTYWNE MAPY]

    Niedawno wydawało się, że dzięki szczepionkom wyeliminujemy szereg chorób zakaźnych, które jeszcze w połowie XX wieku stanowiły nie lada wyzwanie. Niestety, ...
  • badania nad nowotworami

    Darwinowskie nowotwory

    Czy kiedykolwiek zastanawiało Was, dlaczego częstość występowania nowotworów u ludzi różni się między poszczególnymi organami? Dlaczego raki jelita, piersi czy prostaty ...
  • Wikingowie rozprzestrzenili konie wygodniejsze dla jeźdźca

    Międzynarodowy zespół naukowców odkrył, że wikingowie (a właściwie szerzej Normanowie) mogli przyczynić się do rozprzestrzenienia koni charakteryzujących się chodami czterotaktowymi, które ...
  • Podróż w kosmos psuje wzrok

    W 2005 roku przebywający na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej amerykański astronauta John Phillips zerknął przez okno na Ziemię. To co zobaczył, zdumiało ...
  • Czy człowiek spotkał hobbita?

    Pracujący w jaskini Liang Bua na indonezyjskiej wyspie Flores międzynarodowy zespół archeologów znalazł ślady ognia w warstwach, które powstały między 41 ...
  • Ryzyko Globalnych Katastrof

    „Ryzyko Globalnych Katastrof” – jakie scenariusze dla Ziemi?

    „Ryzyko Globalnych Katastrof” to najnowszy opublikowany raport oksfordzkiego Projektu Globalnych Priorytetów. Projekt Globalnych Priorytetów ma za zadanie pomagać decydentom przedsięwziąć skuteczne ...
  • Antybiotyki zmniejszają ilość nowych neuronów

    Amerykańsko-niemiecki zespół naukowców odkrył, że silna dawka antybiotyków zdolna do przetrzebienia zamieszkujących nasz układ pokarmowy bakterii negatywnie wpływa na ilość nowo ...
  • Zarazki mogą wpływać na rozwój cukrzycy typu 1

    Międzynarodowy zespół naukowców odkrył, że zarazki mogą odgrywać rolę w genezie cukrzycy typu 1. Według badaczy zmieniają one układ odpornościowy tak, ...
  • A researcher looking at E.coli bacteria strain at the Institute of Food Safety, Animal Health and Environment in Latvia

    Przemożna siła adaptacji

    Od momentu rozpoczęcia projektu Sekwencjonowanie Ludzkiego Mikrobiomu (ang. Human Microbiome Project, HMP) dowiedzieliśmy się bardzo dużo o bakteriach zamieszkujących nasz organizm, ...
  • Białko tau kluczowe w chorobie Alzheimera

    Nowe badania mózgów osób cierpiących na chorobę Alzheimera wykonane przy użyciu pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) wskazują, że kluczem dla przejścia między ...
  • Masz “boczki” albo brzuch? Wiń ewolucję

    Międzynarodowy zespół naukowców zmierzył poziom metabolizmu ludzi i małp człekokształtnych Okazało się, że spalamy kalorie o 27% szybciej niż nasi najbliżsi ...
Zobacz inne w kategorii Człowiek

Zobacz

Darwinowskie nowotwory

Czy kiedykolwiek zastanawiało Was, dlaczego częstość występowania nowotworów ...

Inline
Inline