Дослідники виявили молекулу, що імітує інсулін

Нещодавнє відкриття може призвести до розробки інсуліноподібних пероральних препаратів.

Автор: Анастасія Цвігун, редакторка

Дослідники з Інституту Уолтера і Елізи Холл (Walter and Eliza Hall Institute / WEHI) в Мельбурні, Австралія, у співпраці з дослідниками компанії Lilly ідентифікували білок, який імітує роль інсуліну. Це потенційно відкриває шлях до розробки пероральних таблеток для заміни ін'єкцій інсуліну.

Їхні результати нещодавно були опубліковані в журналі Nature Communications.

Шлях до створення інсулінової таблетки

Перешкодою для перорального застосування інсуліну є той факт, що інсулін — це білок, який перетравлюється в шлунку до того, як потрапляє в кров.

Для того, щоб інсулін почав діяти, він повинен «пережити» процес перетравлення і потрапити в кров у незмінному вигляді, щоб транспортуватися до інсулінових рецепторів на клітинах жиру, м'язів і печінки.

В останні роки було проведено багато досліджень, спрямованих на подолання цього виклику.

Наприклад, у дослідженні 2019 року дослідницька група під керівництвом Массачусетського технологічного інституту розробила капсулу, що самоорієнтується, яка містить маленьку голку і може вводити інсулін безпосередньо в стінку шлунка.

Інші дослідники зосередились на імітаторах інсуліну — молекулах, які імітують здатність інсуліну активувати інсуліновий рецептор людини, що, в свою чергу, запускає поглинання глюкози в крові.

Нова технологія дозволяє побачити, як працюють рецептори інсуліну

Коли інсулін взаємодіє з інсуліновим рецептором людини, присутнім в клітинах жиру, м'язів і печінки, він викликає структурні зміни в рецепторі.

Ніколас Кірк (Nicholas Kirk), доктор філософії, перший автор дослідження і старший науковий співробітник WEHI, описав взаємодію між інсуліном і рецептором як «подібну до того, як рука, що з'єднує щипці».

Відомо, що деякі пептиди (короткі ланцюжки амінокислот, пов'язані між собою пептидними зв'язками) взаємодіють з інсуліновим рецептором подібно до інсуліну.

Дослідники використовували кріоелектронну мікроскопію (кріо-ЕМ), щоб вивчити взаємодію між цими пептидами і рецептором інсуліну на молекулярному рівні.

Використовуючи кріо-ЕМ, дослідники можуть створювати 3D-зображення інсулінового рецептора і спостерігати, як інсулін та інші молекули здатні змінювати його форму.

Вони виявили, що специфічний пептид, що складається з ланцюжка з 33 амінокислот, може зв'язуватися з інсуліновим рецептором і активувати його подібно до інсуліну.

Що далі?

Дослідники сподіваються, що їхнє відкриття допоможе знайти шляхи розробки нових активаторів рецепторів інсуліну людини, які можуть бути використані для лікування діабету.

«Розроблена молекула є білком (33 aa ‘peptide’), тому не вирішує проблему «проходження через кишечник», необхідну для успішної інсулінової таблетки. Але надає підтвердження правильності цієї стратегії і демонструє, що, якщо вдасться створити стабільну в кишечнику або абсорбуючу молекулу з такими конструктивними особливостями, то вона буде ефективною», — Деніел Ліхі (Daniel J. Leahy), доктор філософії, професор молекулярних біологічних наук.

Якщо буде знайдений кишковорозчинний активатор інсулінового рецептора, це, ймовірно, призведе до розробки пероральних таблеток для лікування діабету 1-го типу.

Можливість контролювати діабет 1-го типу за допомогою таблеток, а не ін'єкцій, означатиме покращення якості життя людей, які живуть із цим захворюванням.

Таблетки також матимуть додаткову перевагу — їх легше зберігати порівняно з ампулами інсуліну.

Коли може з'явитися таблетка інсуліну?

Незважаючи на позитивні результати застосування молекули, що імітує інсулін, все ще необхідні більш ретельні дослідження, перш ніж таблетки інсуліну стануть доступними для широкої публіки.

«Це ще довгий шлях, який потребуватиме подальших досліджень, але дуже приємно усвідомлювати, що наше відкриття відкриває двері для перорального лікування діабету 1 типу», — говорить доктор Кірк у прес-релізі.

Читайте також:

Головні діабет-відкриття та розробки 2022

Tirzepatide: Як працює новий препарат для лікування діабету 2 типу?