کشف جزئیاتی در مورد نحوه ی عملکرد انسولین، درمان دیابت را بهبود می بخشد

24 اکتبر2018 - یک همکاری بین المللی به رهبری محققان موسسه والتر و الیزا هال منجر به کشف اطلاعات جدیدی در مورد انسولین شده است که می تواند باعث بهبود درمان با انسولین، از طریق تقلید بهتر نحوه ی عملکرد انسولین در بدن شود.
در میان یافته های این مطالعه که در مجله یNature Communications   منتشر شد، اولین تصویر قطعی 3 بعدی از چگونگی تعامل موفقیت آمیز انسولین با گیرنده ی خود - دروازه بان انتقال اطلاعات به سلول ها - در فرایندی که برای رساندن پیام به سلول ها به منظور جذب قند از خون حیاتی است، ارائه شده است. درک دقیق این فرایند در بدن می تواند طراحی انسولین های سریع تر و طولانی الاثرتر را ممکن سازد.
این تحقیق توسط دکتر مایک لارنس از موسسه والتر و الیزا هال با همکاری تیم های تحت هدایت دکتر ماتیاس درایر از شرکت داروسازی Sanofi-Aventis Deutschland GmbH  و دکتر کریستوف مولر در آزمایشگاه بیولوژی مولکولی اروپا)EMBL) که هر دو در آلمان مستقر هستند.، انجام گردید.

قطعه ی گمشده پازل

دکتر لارنس گفت: به خوبی ثابت شده است که انسولین سلول ها را برای کاهش سطح قند خون در بدن از طریق اتصال به یک گیرنده که بر روی سطح سلولها قرار دارد، هدایت می کند.مشکل این بود که هیچکس نمی دانست دقیقا چه اتفاقی در طی این تعامل رخ می دهد.
او گفت: درمان های انسولین در حال حاضر غیرقابل بهینه سازی هستند، زیرا آنها تاکنون بدون این قطعه ی گمشده ی پازل طراحی شده اند. ما با همکارانمان در آلمان، برای اولین بار یک تصویر 3 بعدی قطعی از نحوه اتصال انسولین به گیرنده اش بر روی سطح سلول به منظور موفقیت در ارسال دستورالعمل حیاتی مورد نیاز برای جذب قند از خون، ارائه نمودیم.

اعتقاد به آنچه می بینید

دکتر لارنس گفت: این تصویر دقیق نتیجه ی همکاری بین متخصصان بیولوژی ساختاری و سلولی از موسسه ی والتر و الیزا هال با همکاری دو متخصص میکروسکوپ کریو- الکترونی در EMBL در هایدلبرگ و یک متخصص گیرنده ی انسولین از دانشگاه شیکاگو است.
او افزود: ما می دانستیم که انسولین با یک تغییر فیزیکی، اتصال موفقیت آمیز خود را به گیرنده اش بر روی سطح سلول نشان می دهد. اما پیش از این هرگز جزئیات تغییراتی که در خود گیرنده رخ می دهد را مشاهده نکرده بودیم، در حقیقت تغییراتی که در گیرنده پس از اتصال به انسولین اتفاق می افتد بطور موفقیت آمیز پیامی را به سلول می رساند که به آنها می گوید قند را از خون جذب کنند و سطح قند خون را کاهش دهند.
همکاران من در موسسه ی والتر و الیزا هال، به دقت نمونه های انسولین افراد مختلف را برای اتصال به گیرنده های انسولینی مهندسی کردند و با کمک همکاران ما در هایدلبرگ توانستند با استفاده از میکروسکوپ کریو- الکترون صدها هزار عکس از این نمونه ها با وضوح بالا تهیه کنند.
سپس ما با ترکیب بیش از 700،000 تصویر 2 بعدی، یک تصویر 3 بعدی با وضوح بالا ساختیم. این تصویر بطور کامل و با جزئیات دقیق نشان می دهد دقیقا اتصال موفقیت آمیز بین انسولین و گیرنده ی آن به چه شکل است.

پروفسور لارنس گفت: حال ما به اطلاعات مورد نیاز برای توسعه ی انسولین های بهتر دست یافته ایم، بدین ترتیب ما قادر خواهیم شد انسولینی تولید کنیم که سلول ها به درستی به آن پاسخ داده و اعمال لازم را برای کاهش سطح قند خون انجام دهند.

بهینه سازی درمان با انسولین اکنون امکان پذیر است

پرفسور لارنس گفت: یافته های این پژوهش حاکی از آن است که در حال حاضر می توان با طراحی بهتر انسولینهایی که بطور دقیق تری عملکرد انسولین طبیعی را تقلید می کنند، درمان با انسولین را بهینه سازی نمود.
شرکت های داروسازی قادر خواهند بود با استفاده از اطلاعات ما یک نقشه ی ساخت یا بلوپرینتبرای طراحی انسولین هایی ابداع نمایند که جذب قند توسط بدن بواسطه ی این انسولین خارجی را بهینه سازی کنند. علاقه ی زیادی به این نتایج و کاربرد آنها وجود دارد و موسسه ی ما شبکه ای را برای این همکاری ها راه اندازی کرده است.
پس از بیش از دو دهه پژوهش توسط دانشمندان ملبورن برای رسیدن به این نقطه، این نتایج فوق العاده حاصل شده است که در نهایت با توسعه ی درمان های موثرتر، به بیماران به خصوص کسانی که زندگی آنها به تزریق روزانه ی انسولین وابسته است، کمک شایانی خواهد کرد.
بخشی از بودجه ی تحقیقات پروفسور لارنس توسط شورای تحقیقات بهداشتی و پزشکی استرالیا تامین شد.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2018-10-insulin-discovery-game-changer-diabetes-treatments.html