29 مارس 2022 - ممکن است در آینده راهی برای بهبود درمان دیابت با کنترل بهتر قند خون و استفاده ی بهتر مغز از گلوکز ابداع گردد که خطر عوارض عصبی دیابت را کاهش دهد، محققان دانشگاه ایالتی اوهایو ترکیبی متشکل از انسولین متصل به رشته ای از اسیدهای آمینه که شامل یک گروه آنتی اکسیدانی است، ساخته اند که این هدف را محقق می کند. مطالعه قبلی روی موش ها که در Biomaterials منتشر شد، نشان داد که خواص ضد دیابت این نانوماده شامل بهبود مصرف گلوکز و در دسترس بودن آن به عنوان سوخت برای مغز، است.

در این مطالعه ی جدید، محققان اثرات درمانی این ترکیب تجربی را با اثرات انسولین به تنهایی و این نانوماده به تنهایی در مدل‌های موش دیابت نوع 1 مقایسه کردند. معیارهای کنترل قند خون و فعالیت ژنی مرتبط با انسولین در مغز موش‌هایی که تحت این درمان ترکیبی قرار گرفتند، به حیوانات سالم نزدیک تر شد و همین موش‌ها در آزمایشات تفکر و حافظه عملکرد بهتری را نشان دادند.

دکتر اولیانا زیوزنکووا، دانشیار علوم انسانی در ایالت اوهایو و نویسنده ارشد این مطالعه گفت: تحقیقات قبلی دیابت نوع 1 و 2 را با مشکلات عملکرد شناختی و خطر بالای زوال عقل مرتبط دانسته است، اما در مطالعات به "عوارض عصبی دیابت" کمترین توجه شده است.

ما دریافتیم که در موش‌ها ترکیب این مولکول و انسولین بهتر از هر یک به تنهایی در معکوس کردن مشکلات مرتبط با دیابت عمل کرده و عملکرد شناختی را به طرز چشمگیری در مقایسه با سایر گروه‌ها بهبود می‌بخشد.

این تحقیق در مجله Pharmaceutics منتشر شده است.

مولکولی که دانشمندان برای اتصال به ساختار شیمیایی انسولین استفاده کردند، AAC2 نام دارد که در آزمایشگاه دکتر جان پارکت، نویسنده ارشد این مطالعه، استاد شیمی و بیوشیمی در ایالت اوهایو ساخته شد.

دکتر پارکت و همکارانش مجموعه‌ای از مولکول‌ها را از زنجیره‌های کوچک اسیدهای آمینه ایجاد کردند و برای ساخت AAC2، یک قطعه ساختاری از آنتی اکسیدان "کومارین" را به آن اضافه کردند. زنجیرها طوری طراحی شده اند که مانند آجر روی هم چیده شوند و به یکدیگر بچسبند به گونه ای که آنها را قادر سازد تا به صورت نانوالیافی که بار الکتریکی مثبتی را حمل می کنند، جمع شوند. نیروهای الکتریکی انسولین وAAC2 ، را در کنار هم نگه می دارند تا یک کمپلکس فوق مولکولی تشکیل دهند.

دکتر پارکت گفت: این مهم است زیرا بسیاری از چیزهایی که در سطح بیولوژیکی اتفاق می افتد به نظر می رسد در مقیاس نانومتری هستند. پروتئین ها، سطوح سلولی، ویروس ها همه اشیایی در مقیاس نانو هستند. بنابراین اگر بتوانید چیزهایی را بسازید که در آن مقیاس عمل کنند، توانایی بهتری برای مداخله در فرآیندهای بیولوژیکی خواهند داشت.

بدن افراد مبتلا به دیابت نوع 1 مقدار کافی انسولین تولید نمی کند و در افراد مبتلا به دیابت نوع 2، بدن نمی تواند به درستی از انسولین برای انتقال قند از خون به سلول های ماهیچه ای و چربی و بسیاری از سلول های دیگر در بدن استفاده کند. مغز، ارگان اصلی در بدن است که نیاز به استفاده از گلوکز برای سوخت دارد، و برای دریافت گلوکز به ناقلان خاصی متکی است - ناقلانی که عملکرد آنها می تواند به دلیل بی نظمی در سطوح گلوکز مانند مواردی که در دیابت رخ می دهد، آسیب ببیند.

در این مطالعه، آزمایشات بر روی موش‌هایی انجام شد که از نظر شیمیایی و ژنتیکی دستکاری شده بودند تا کمبود انسولین داشته باشند که باعث افزایش سطح قند خون،- نشانه دیابت نوع 1 یا 2 - می‌شود. محققان هر سه روز یکبار یا انسولین انسانی (بمنظور تمایز درمان از انسولین تولید شده توسط موش، انسولین انسانی استفاده شد)، و یا مولکول  AAC2 به تنهایی یا مولکول AAC2 متصل به انسولین انسانی را به عنوان یک درمان ترکیبی به حیوانات تزریق کردند.

آنها دریافتند که تنها درمان ترکیبی یعنی مولکول AAC2 متصل به انسولین انسانی، باعث ایجاد سطح گلوکز ثابت در موش‌ها در مدت زمان طولانی می‌شود و بر بیان ژن و انتقال نوروترانسمیتورهای عصبی در مغز آنها تأثیر مثبت می‌گذارد. موش‌هایی که تحت این درمان ترکیبی قرار گرفتند نیز نسبت به حیواناتی که تنها با انسولین یا نانوالیاف  AAC2  تحت درمان قرار گرفته بودند، در تست‌های رفتاری شناختی، بهتر عمل کردند.

نتایج نشان داد که این مزایا به چگونگی تأثیر متقابل انسولین با نانومواد بر دو جنبه ی استفاده از گلوکز در بدن مربوط می شود: تجزیه گلوکز برای متابولیسم انرژی و استفاده از گلوکز برای ذخیره سازی و نیازهای ساختاری. دکتر Ziouzenkova، گفت: این اثرات مثبت درمان با هم می توانند تعادل انرژی سالم را برقرار کنند.

او گفت: نتایج ما یک اثر متابولیک متعادل را ارائه می دهد که شامل یک مسیر کاملا منحصر به فرد است که توسط این مجموعه ی فوق مولکولی القا می شود.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2022-03-nanomaterial-insulin-effects-nervous.html