يمكن للأنسولين 'الذكي' المصمم حديثًا أن يحسن بشكل كبير علاج مرض السكري من النوع الأول

(hsyncoban / E + / Getty Images)

الحياة مع النوع 1 داء السكري هو عمل شعوذة من النظام الغذائي والتمارين الرياضية والعلاج بالأنسولين للحفاظ على مستويات السكر في الدم الطبيعية. بينما هناكلا يوجد نقص في الحلول في الأشغاللمحاولة جعل حياة مرضى السكر أسهل ، هناك نهج جديد واعد يركز على الأنسولين نفسه.

عاد مايكل فايس ، عالم الكيمياء الحيوية من كلية الطب بجامعة إنديانا في الولايات المتحدة ، وزملاؤه إلى لوحة الرسم على جزيء الأنسولين ، حيث قاموا بتعديل الهيكل للاستجابة لوجود كربوهيدرات بسيط ، بهدف إعادة توصيل جزيء الأنسولين. تفعيل الأنسولين مع المستويات الداخلية للسكريات في الدم مرة أخرى.

يركز تعديلهم على ميزة مدمجة بالفعل في شكل الجزيء - 'مفصل' وقائي يسمح للبروتين بالعمل عند الفتح ، مما يجعله مستقرًا أثناء الإغلاق.

(كلية الطب IU ، 2021)

يعني التصميم الجديد أن جزيء الأنسولين يفتح فقط في وجود 'مفتاح' ، مثل جزيء السكر البسيط.

استخدمت التجارب التي أجراها فايس وفريقه الكربوهيدرات الفركتوز ، مما يدل على أنه من الممكن التلاعب بالأنسولين لذلك فإنه ينشط فقط عينة من الخلايا المشتقة من الكبد عندما `` يتم تشغيله '' بوجود كمية معينة من السكر.

كدليل على المفهوم أكثر من كونه علاجًا مثبتًا ، ستعمل الفكرة نظريًا بالطريقة نفسها مع الأنسولين الذي تم تشكيله ليتم تنشيطه في وجود الجلوكوز بدلاً من ذلك. والنتيجة تفتح الطريق أمام وسيلة لتخفيف الكثير من التخمين في علاج مرض السكري.

'الوعد بهذا النوع من الأنسولين' الذكي 'هو أنه سيغير رعاية مرضى السكري ، لذلك لن يضطر الناس للقلق بعد الآن ،' يقول وايس.

داء السكري من النوع الأول هو حالة من أمراض المناعة الذاتية تؤثر على البعض 15 من كل 100000 الناس في جميع أنحاء العالم. في الواقع ، يدمر جهاز المناعة في الجسم خلايا البنكرياس المسؤولة عن قياس الكميات الدقيقة من هرمون الأنسولين وفقًا لمستويات الجلوكوز العائمة في إمداد الدم.

بدون كميات مضبوطة من الأنسولين يتم توصيلها إلى الجسم في الوقت المناسب ، تظل البوابات التي تنقل الجلوكوز في الخلايا عادة مغلقة بإحكام ، مما يقطع الوقود عن الأنسجة والأعضاء المتعطشة للطاقة عندما تكون في أمس الحاجة إليها.

بالنسبة لمرضى السكر في القرون الماضية ، كان هذا يعني بشكل مأساوي الموت المبكر. لحسن الحظ تغير مصير الملايين مع اكتشاف أن الأنسولين يمكن تنقيته وحقنه بشكل مصطنع ، ويقوم بعمل البنكرياس بشكل فظ.

إنه علاج فعال ، لكنه ليس علاجًا خاليًا من العديد من التحديات. إن جوع الجسم للجلوكوز بعيد كل البعد عن التنبؤ به ، مما يؤدي إلى ارتفاع وانخفاض مستويات الجلوكوز على ما يبدو.

بدون كمية كافية من الأنسولين ، يمكن أن تظل مستويات السكر في الدم مرتفعة في حالة ارتفاع السكر في الدم ، تبدأ سلسلة من الأعراض من العطش المفرط إلى الصداع ، وعدم وضوح الرؤية ، والإرهاق.

زيادة تحميل الجسم بالأنسولين والخلايا تلتهم بسرعة إمداد الدم بالجلوكوز ، مما يؤدي بدلاً من ذلك إلى حالة نقص سكر الدم . في الأشكال الخفيفة ، يؤدي انخفاض مستوى السكر إلى التعرق الزائد والارتباك والارتعاش والتهيج. في الأشكال الحادة ، يزيد نقص السكر في الدم من مخاطر النوبات ، وأحيانًا يؤدي إلى الوفاة.

بغض النظر عن الطريقة التي تذهب إليها ، عندما لا يكون الجلوكوز في إمدادات جيدة ، يتحول الجسم إلى الدهون كمصدر للطاقة ، مما ينتج الكيتونات كمنتج نفايات. إذا تراكمت بكميات كبيرة بما يكفي ، فإن النتيجة هي حالة خطيرة تسمى الحماض الكيتوني .

ساعد التقدم في المعرفة والتكنولوجيا الأفراد بالتأكيد على إدارة مستويات السكر لديهم لتجنب النتائج المأساوية. لكن تحويل جزيء الأنسولين إلى جهاز استشعار كيميائي حيوي نفسه يمكن أن ينسج في آلية آمنة من الفشل تجعل الهرمون غير فعال عندما ينخفض ​​سكر الدم إلى ما دون نقطة معينة.

'السبب وراء أهمية الأنسولين المستجيب للجلوكوز هو أن أكبر عائق أمام الاستخدام الفعال للأنسولين ، خاصة في مرض السكري من النوع الأول ، هو الخوف من عواقب انخفاض نسبة السكر في الدم بشكل كبير ،' يقول وايس.

هذا المفهوم هو أحد الموضوعات التي يستكشفها باحثون آخرون. العام الماضي وجد فريق من العلماء من جامعة كوبنهاغن وشركة التكنولوجيا الحيوية Gubra نجاحًا في نهج مماثل ، حيث ابتكر شكلاً من أشكال الأنسولين مع مجموعة ملحقة تنفصل في وجود الجلوكوز لجعل الجزيء يعمل.

من الواضح أنه يعمل في الفئران ، وهو نوع آخر من الأنسولين الآلي المحتمل الذي يمكن دمجه يومًا ما في العلاجات.

يجب أن يحدث الكثير بين الحين والآخر. رغم فعاليته من الناحية النظرية ، يجب أن يكون الهرمون المعدل ذكيًا بما يكفي للتعرف على عتبة محددة جدًا من الجلوكوز.

يصادف عام 2021 الذكرى المئوية لاكتشاف الأنسولين. في غضون مائة عام أخرى ، قد ينظر أولئك الذين يتعاملون مع تحديات مرض السكري من النوع الأول إلى ذكرى مائة عام أخرى ، حيث حصل الأنسولين على بعض التغيير.

تم نشر هذا البحث في PNAS .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.