Diabetes: nyckeln till snabbare verkande insulin som finns i snigelgift


Diabetes: nyckeln till snabbare verkande insulin som finns i snigelgift

En studie av den kristallina 3-D-strukturen av ett insulin som extraheras från giften hos en marina snigel avslöjar ett potentiellt sätt att göra insulin för behandling av diabeteshandslag snabbare.

Giftet på den marina konens snigeln innehåller ett snabbtverkande insulin som sätter sitt byte i hypoglykemisk chock.

Bildkredit: Prof. B. Olivera / University of Utah

Forskare från Australien och USA har upptäckt att giften hos Conus geographus Innehåller ett mycket effektivt naturligt protein - kallat Con-Ins G1 - som fungerar snabbare än humant insulin.

De fann också att proteinet kan binda till humana insulinreceptorer, vilket tyder på att det kan fungera som behandling för diabetes.

Teamet rapporterar resultaten i tidningen Naturstruktur och molekylärbiologi .

Diabetes är där kroppen inte heller gör tillräckligt med insulin (typ 1-diabetes) eller kan inte använda det ordentligt (typ 2-diabetes).

Kroppen behöver insulin för att tillåta blodsocker (glukos) att komma in i celler för användning som energi. Om kroppen har otillräckligt insulin eller förlorar förmågan att använda det ordentligt, byggs sockret upp i blodet.

Högt blodsocker kan leda till blindhet, njursvikt, hjärtsjukdom, stroke och amputation av tår, fötter eller ben.

Enligt siffror från Världshälsoorganisationen (WHO) har antalet personer världen över med diabetes ökat från 108 miljoner år 1980 till 422 miljoner 2014.

Priserna på diabetes har stigit snabbare i medel- och låginkomstländer. WHO uppskattar att diabetes år 2030 kommer att bli den sjunde ledande dödsorsaken världen över.

Humant insulin "klumpigt" i jämförelse

För deras studie, använde Mike Lawrence, docent vid Walter och Eliza Hall Institute of Medical Research i Melbourne, Australien, och kollegor, den australiensiska synkrotronen för att analysera 3-D-strukturen av insektsproteinet med konens snigelförgiftning.

  • Mer än 29 miljoner amerikaner lever med diabetes
  • Ungefär en tredjedel av de vuxna i USA har prediabetes och 90 procent av dem känner inte till det
  • Över 20 procent av hälsoutgifterna i USA är för personer med diagnosen diabetes.

Läs mer om diabetes

Prof. Lawrence, en expert på studien av insuliner - och hur de går in i celler via gateways bevakade av specialproteiner som kallas receptorer - förklarar deras spännande upptäckt:

"Vi har funnit att insulinerna med kegelsneglarna fungerar snabbare än humana insuliner genom att undvika de strukturella förändringar som mänskliga insuliner genomgår för att fungera - de är väsentligen primerade och redo att binda till sina receptorer."

Mänskligt insulin är "klumpigt" jämfört med hur insektsnätet fungerar, tillsätter han.

Humant insulin innehåller en extra komponent som fungerar som ett "gångjärn" som måste öppnas innan molekylen kan utföra "handslag" med cellreceptorn för att komma in.

Men när de studerade 3-D-strukturen hos insektsneglet i slakten, hittade laget ett sätt att ta bort gångjärnet från det mänskliga insulinet. Detta kan påskynda kommunikationen med receptorn och hjälpa insulinet att komma i cellen mycket snabbare, förklarar Prof. Lawrence.

Snabbverkande insulin immobiliserar bytet

Studien bygger på tidigare arbete som funnit den marina konen snigeln använder ett insulin gift för att fånga sitt byte. Snigeln använder giften för att immobilisera intet ont anande fisk som simmar i sin osynliga fälla.

Den insulininnehållande venomen sätter fisken i ett tillstånd av hypoglykemisk - låg glukoschock.

Dr Helena Safavi-Hemami, en forskningsassistent professor i biologiska avdelningen vid University of Utah i Salt Lake City, övervakade studien tillsammans med professor Lawrence.

Hon säger att de var fascinerad för att upptäcka hur insulinet i snigelgiften verkar så snabbt, och då innehöll det nyckeln till att göra humant insulin effektivare.

"Vi var stolta över att finna att principerna för kegelsneglarna insuliner kunde tillämpas på en mänsklig miljö", konstaterar Dr. Safavi-Hemami.

Forskarna fann att kegelsnegelinsulininsulin "starkt binder den humana insulinreceptorn och aktiverar receptorsignalering."

Nästa steg i vår forskning, som redan är igång, är att tillämpa dessa resultat på utformningen av nya och bättre behandlingar för diabetes, vilket ger patienter tillgång till snabbare verkande insuliner."

Dr Helena Safavi-Hemami

Läs om hur varp gift dödar cancerceller.

The Acid-Alkaline Myth (Video Medicinsk Och Professionell 2019).

Avsnitt Frågor På Medicin: Sjukdom