تزریق “انسولین هوشمند” سطح گلوکز خون را به مدت یک هفته تنظیم می کند

افراد مبتلا به دیابت نوع یک باید چندین بار در روز انسولین ساخته شده را برای حفظ سطح سالم این هورمون به خود تزریق کنند، زیرا بدن آنها به طور طبیعی به اندازه کافی تولید نمی کند. تزریق ها همچنین باید در پاسخ به خوردن و ورزش زمان بندی شوند، زیرا هر گونه مصرف یا استفاده از گلوکز باید مدیریت شود.

تحقیقات در مورد انسولین پاسخگو به گلوکز یا انسولین «هوشمند»، امیدوار است با ایجاد نوعی انسولین که نیاز به تزریق کمتری دارد، کیفیت زندگی افراد مبتلا به دیابت نوع I را بهبود بخشد و در عین حال سطح گلوکز خون را کنترل کند.

تیمی در دانشگاه ژجیانگ چین اخیراً مطالعه‌ای را منتشر کرده‌اند که یک سیستم انسولین هوشمند بهبود یافته در مدل‌های حیوانی را مستند می‌کند – کار فعلی هیچ آزمایش انسانی را شامل نمی‌شود. انسولین آنها توانست سطح گلوکز خون را به مدت یک هفته در موش های دیابتی و خوک های کوچک پس از یک تزریق زیر جلدی تنظیم کند.

استیو بین ، مدیر بالینی واحد تحقیقات دیابت در دانشگاه سوانسی، که در این مطالعه شرکت نداشت، گفت: از نظر تئوری، [انسولین هوشمند] در آینده بسیار مهم است . “این یک تغییر بازی خواهد بود.”

قفس پلیمری

انسولین هوشمند جدید مبتنی بر شکلی از انسولین اصلاح شده با اسید گلوکونیک است که از طریق پیوندهای شیمیایی و جاذبه الکترواستاتیک قوی، با پلیمری کمپلکس تشکیل می دهد. هنگامی که انسولین در پلیمر به دام می افتد، عملکرد سیگنالینگ آن مسدود می شود و اجازه می دهد تا یک هفته انسولین از طریق یک بار تزریق بدون خطر مصرف بیش از حد تجویز شود.

برای ماهیت “پاسخگو به گلوکز” این سیستم این واقعیت است که ساختارهای شیمیایی گلوکز و اسید گلوکونیک بسیار شبیه به هم هستند، به این معنی که این دو مولکول به روش های بسیار مشابهی به هم متصل می شوند. هنگامی که گلوکز با کمپلکس انسولین-پلیمر برخورد می کند، می تواند مقداری از انسولین متصل شده را جابجا کند و پیوندهای شیمیایی خود را با پلیمر تشکیل دهد. اتصال گلوکز همچنین جاذبه الکترواستاتیکی را مختل می کند و باعث آزاد شدن انسولین می شود.

با اتصال ترجیحی به پلیمر، گلوکز قادر است باعث آزاد شدن انسولین شود. و میزان این ترشح انسولین به میزان گلوکز موجود بستگی دارد: بین وعده های غذایی، زمانی که سطح گلوکز خون نسبتاً پایین است، تنها مقدار کمی انسولین آزاد می شود. این به عنوان انسولین پایه شناخته می شود و برای تنظیم پایه قند خون مورد نیاز است.

اما بعد از غذا، زمانی که گلوکز خون بالا می رود، انسولین بسیار بیشتری ترشح می شود. اکنون بدن می تواند قند اضافی را به درستی تنظیم کند و از سطوح بالای غیرطبیعی گلوکز که به عنوان هایپرگلیسمی شناخته می شود، جلوگیری کند. اثرات طولانی مدت هیپرگلیسمی در انسان شامل آسیب عصبی دست و پا و آسیب دائمی به بینایی است.

این سیستم فرآیند طبیعی بدن را تقلید می کند که در آن انسولین نیز در پاسخ به گلوکز آزاد می شود.

تنظیم بهتر از انسولین استاندارد

انسولین هوشمند جدید روی پنج موش و سه خوک کوچک آزمایش شد – خوک‌های کوچک اغلب به عنوان یک مدل حیوانی استفاده می‌شوند که از نظر فیزیولوژیکی بیشتر شبیه انسان است. یکی از سه مینی خوک دوز کمی کمتر از انسولین هوشمند و دو خوک دیگر دوز بالاتری دریافت کردند. خوک با دوز پایین بهترین پاسخ را نشان داد: سطح گلوکز خون آن به شدت کنترل شد و پس از غذا به مقدار سالم بازگشت.

در طول درمان، دو خوک دیگر دارای سطوح گلوکز بودند که هنوز بالاتر از محدوده مشاهده شده در حیوانات سالم بود، اگرچه در مقایسه با سطوح قبل از تزریق بسیار کاهش یافت. تنظیم گلوکز خون نیز در مقایسه با تزریق روزانه انسولین سخت‌تر بود.

البته لازم به ذکر است که مینی خوک با بهترین پاسخ قبل از درمان نیز کمترین سطح گلوکز خون را داشت که ممکن است توضیح دهد که چرا به نظر می رسید در این حیوان بسیار خوب عمل می کند.

مهمتر از همه، این اثرات طولانی مدت بودند – تنظیم بهتری را می توان یک هفته پس از درمان مشاهده کرد. و تزریق انسولین هوشمند به حیوانات منجر به پاسخ ایمنی قابل توجهی نمی شود، که می تواند در هنگام معرفی مواد زیستی به حیوانات یا انسان ها یک مشکل رایج باشد.