تقرير يوضح قدرة الانسولين “الذكي” على علاج مرض السكري
الحياة مع داء السكري من النوع 1 هي عمل شجاع من النظام الغذائي والتمارين الرياضية والعلاج بالأنسولين للحفاظ على مستويات السكر في الدم الطبيعية. في حين أنه لا يوجد نقص في الحلول في محاولة لجعل حياة مرضى السكر أسهل ، فإن نهجًا جديدًا واعدًا 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 يبقيه 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 من الناحية النظرية بنفس الطريقة بالنسبة لمفصلة على شكل الأنسولين لتنشيط بدلاً من ذلك في وجود الجلوكوز. والنتيجة تفتح الطريق أمام وسيلة لتخفيف الكثير من التخمين في علاج مرض السكري.
يقول فايس : “الوعد بهذا النوع من الأنسولين” الذكي “هو أنه سيغير رعاية مرضى السكري ، لذلك لن يضطر الناس للقلق بعد الآن” .
داء السكري من النوع الأول هو حالة من أمراض المناعة الذاتية تؤثر على حوالي 15 من كل 100000 شخص حول العالم. في الواقع ، يقوم جهاز المناعة في الجسم بتدمير 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 إلى الخلايا مغلقة بإحكام ، مما يؤدي إلى قطع 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 ، والقيام بعمل البنكرياس بفظاظة نيابة عنه.
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 ، مما يؤدي إلى ظهور سلسلة من الأعراض من العطش المفرط إلى الصداع ، وعدم وضوح الرؤية ، والإرهاق.
وحسب البحث الذي تم نشره في PNAS وترجمته (الاولى نيوز) يفرط جسمك بالأنسولين وتلتهم الخلايا بسرعة إمداد الدم بالجلوكوز ، مما يؤدي بدلاً من ذلك إلى حالة من نقص السكر في 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 الإمداد الجيد ، 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 بحد ذاته يمكن أن ينسج في آلية آمنة من الفشل تجعل الهرمون غير فعال عندما ينخفض سكر الدم إلى ما دون نقطة معينة.
يقول فايس : “إن سبب 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” .
هذا المفهوم هو أحد الموضوعات التي يستكشفها باحثون آخرون. في 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 .
