مینی انسولین هیبریدی، ترکیبی از زهر سریع الاثر حلزون مخروطی با قدرت انسولین انسانی است

18 ژانویه 2021- نزدیک به یک قرن پس از کشف انسولین، یک گروه از محققان بین المللی به رهبری محققان دانشگاه Utah، موفق به تولید کوچکترین و در عین حال کارآمدترین انسولین جهان شدند. این انسولین آنالوگ که بر اساس یک انسولین سریع العمل در سم حلزون مخروطی ساخته شده است، هم قدرت اثر انسولین انسانی را دارد و هم می تواند به گیرنده ی انسولین انسانی (hIR) متصل شود. حلزونهای مخروطی(cone snails) از این انسولین زهری سریع الاثر برای شکار ماهی ها استفاده می کنند، بعضی از نژادهای این حلزون مانند Conus geographus، سمی را در اطراف خود به درون آب ترشح می‌کنند که دارای شکل خاصی از هورمون انسولین است و باعث افت موقت قند ماهی و فلج آن می‌شود، در همین حین حلزون از صدف خود بیرون آمده و طعمه را می‌بلعد. نتایج این تحقیق در نشریه ی Nature Structural and Molecular Biology منتشر شده است.

آزمایش های انجام شده در جوندگان نشان داد که این مینی انسولین (Mini-Ins)، فعالیت زیستی مشابه با انسولین انسانی را نشان می دهد.مونومرMini-Ins ، علی رغم فقدان هشت پپتید C-terminal زنجیرهB  متعارف، میل مشابهی برای اتصال به گیرنده ی انسولین انسانی دارد.محققان ادعا می کنند که Mini-Ins می تواند یک سکوی پرش برای تولید انسولین های سریع اثری باشد که زندگی افراد دیابتی را بهبود می بخشد.

پرفسور Danny Hung-Chieh Chou، نویسنده ی مسئول این مقاله و استادیار بیوشیمی دانشگاه علوم پزشکی Utah، گفت: ما اکنون توانایی ایجاد نسخه ای ترکیبی از انسولین را داریم که در انسان کار می کند و همچنین دارای بسیاری از ویژگی های مثبت انسولین حلزون مخروطی است. نویسندگان این مقاله اظهار داشتند که این مطالعه یک گام مهم به جلو در تلاش برای ایمن تر و موثرتر کردن درمان دیابت است.

 دکتر Chou،گفت: این انسولین زهرآلود ویژگی‌های بیوشیمی مشترکی با انسولین انسانی دارد. به علاوه به نظر می‌رسد این انسولین از سریع‌الاثرترین انسولین موجود در بدن انسان نیز سریع‌تر عمل می‌کند. انسولین به دست آمده از زهر حلزون مخروطی، فاقد بخش لولایی شکل موجود در ساختار انسولین انسانی است که باعث تجمع مولکول‌های انسولین و ذخیره ی آن در پانکراس می‌شود. این توده‌های انسولین، ابتدا باید در یک فرآیند زمان‌بر به مولکول‌های کوچکتر تجزیه شوند تا بتوانند بر قند خون تاثیر گذارند. از آنجایی که انسولین حلزون، اسیدهای آمینه ی بخش لولایی را ندارد پس مولکولهای آن به هم در اشکال دایمر و هگزامر متصل نشده و می‌تواند به سرعت قند خون را کاهش دهد.

در ادامه محققان به بررسی راه‌های مختلف تبدیل انسولین حلزون مخروطی به نوعی انسولین قابل استفاده برای افراد مبتلا به دیابت نوع ۱، پرداختند.محققان معتقد بودند که این کار امکان‌پذیر است چرا که انسولین حلزون، ساختاری مشابه با ساختار انسولین انسانی دارد، با این حال، یک اشکال این بود که انسولین بومی حلزون قدرت بسیار کمتری نسبت به انسولین انسانی دارد. محققان گمان می کنند که انسان برای کاهش سطح قند خون خود به 20 تا 30 برابر انسولین حلزون مخروطی بیشتری نیاز دارد.

در این تحقیق جدید، دکتر Chou و همکارانش برای برطرف کردن این مسئله، ابتدا با کمک تکنیک‌های بیولوژی ساختاری و شیمی دارویی موفق به جدا کردن چهار آمینواسید انسولین حلزون شدند که به اتصال آن به گیرنده انسولین کمک می‌کند و سپس نوع کوتاه شده‌ای از مولکول انسولین انسانی را ساختند که فاقد بخش لولا بود- که مسئول تجمع مولکولهای انسولین است. در ادامه این تیم تحقیقاتی این دو نسخه ی اصلاح شده را به امید تولید انسولین ترکیبی (هیبرید) که مولکولهای آن به هم متصل نشده اما قدرت بالایی برای اتصال به گیرنده انسولین انسانی داشته باشد، با هم ادغام کردند.

در شرایط آزمایشگاهی و تحقیق بر روی موش‌های آزمایشگاهی مشخص گردید که مولکول‌های هیبریدی مینی انسولین، نسبت به انسولین حلزونی با ایجاد اتصال قوی و پایداری همانند انسولین انسانی به گیرنده‌های انسولین متصل می‌شوند. بنابراین "مینی انسولین" دارای قدرتی همانند قدرت انسولین انسانی بوده اما نسبت به آن از سرعت عمل و تاثیرگذاری بالاتری برخوردار است.

به گفته دکتر Chou، این مینی انسولین قابلیت‌های بسیار زیادی دارد و از آنجایی که این مولکول بسیار کوچک است، به راحتی سنتز شده و این قابلیت باعث می‌شود که این انسولین بتواند کاندید و گزینه مناسبی برای توسعه و تولید نسل جدید انسولین برای درمان افراد مبتلا به دیابت به منظور افزایش کیفیت زندگی آنها باشد.

محققان اظهار داشتند که برای بررسی اثربخشی این مینی انسولین در کنترل قند خون انسان نیاز به مطالعات بیشتری دارند. بهمین دلیل زمان عرضه ی آن به بازار هنوز مشخص نیست.

منبع:

https://www.genengnews.com/news/hybrid-mini-insulin-combines-rapid-action-of-cone-snail-venom-with-potency-of-human-insulin/