Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Jad ślimaków morskich pomaga ulepszyć insulinę dla diabetyków

Recommended Posts

Stożki polują na ryby za pomocą jadu, który zawiera szybko działającą insulinę. Ofiara doznaje wstrząsu hipoglikemicznego. Unieruchomiona jest połykana w całości przez drapieżne ślimaki.

Zespół z Uniwersytetu Utah opisał szczegóły działania insulin stożków, przybliżając w ten sposób perspektywę opracowania szybko działających insulin dla diabetyków.

Te ślimaki rozwinęły strategię obezwładniania ofiar za pomocą ~200 związków. Jednym z nich jest insulina - opowiada prof. Helena Safavi-Hemami.

Cząsteczka insuliny składa się z 2 łańcuchów polipeptydowych A i B. Łańcuch B jest konieczny do aktywacji receptora insulinowego. Ponieważ cząsteczki insuliny agregują w dimery i heksamery, nim hormon będzie mógł obniżyć poziom cukru we krwi, musi przejść kilka przemian.

Chory z cukrzycą typu 1. nie wytwarza insuliny i codziennie musi sobie robić zastrzyki z tym hormonem. Mimo dekad badań, produkowana insulina nadal zawiera łańcuch B do aktywacji receptorów, co opóźnia działanie leku o 30-90 minut.

Safavi-Hemami badała działanie 7 sekwencji insulinowych 3 gatunków stożków: stożka geograficznego (Conus geographus), C. tulipa i C. kinoshitai. Okazało się, że każdy z gatunków wytwarza insulinę o nieco innej budowie. Mimo tych różnic wszystkie działają bardzo szybko, bo brakuje im "lepkiej" części łańcucha B ludzkiej insuliny.

Ewolucja mogła być siłą napędową, zwiększającą molekularną różnorodność cząsteczek toksyn wykorzystywanych przez stożki do polowania - wyjaśnia dr Dannt Hung-Chieh Chou.

Ekipa testowała wpływ sekwencji insulinowych na danio pręgowanych i myszach; by wywołać u zwierząt objawy cukrzycy typu 1., podano im streptozotocynę. Okazało się, że poziom cukru we krwi skutecznie obniżały Con-Ins T1A stożka C. tulipa, Con-Ins G1 stożka geograficznego oraz Con-Ins K1 C. kinoshitai. Posługując się liniami komórkowymi, naukowcy wykazali, że sekwencje potrafią się wiązać i aktywować ludzki receptor insuliny (dzieje się tak, mimo że brakuje im części łańcucha B występującej w naszym hormonie). Niestety, sekwencje działają 10-20 razy słabiej od ludzkiej insuliny.

Wg Safavi-Hemami, każda unikatowa konfiguracja zapewnia nieco inną matrycę, którą można wziąć pod uwagę, projektując szybciej działające leki.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ludzka insulina i jej analogi wykazują predyspozycje do tworzenia dimerów i heksamerów, które spowalniają jej działanie i utrudniają zarządzanie poziomem cukru we krwi. Okazuje się, że nadzieją dla diabetyków i szansą na stworzenie nowej generacji leków może być insulina wydzielana przez jadowite ślimaki morskie.
      Ślimaki morskie często polują na ryby. Niektóre z tych gatunków, jak np. stożek geograficzny (Conus geographus), uwalniają do wody toksynę zawierającą specyficzną formę insuliny. W wyniku jej działania dochodzi do gwałtownego spadku poziomu glukozy we krwi ryby, co ją paraliżuje. Ślimak może ją wówczas pożreć.
      Już podczas wcześniejszych badań Danny Hugh-Chieh Chou i jego zespół z University of Utah odkryli, że wydzielana przez ślimaka insulina jest pod względem biochemicznym podobna do ludzkiej. Ponadto, jak się wydaje, działa szybciej niż dostępne obecnie analogi insuliny. A, jak mówi współautorka najnowszych badań, profesor Helena Safavi-Hemami z Uniwersytetu w Kopenhadze, szybciej działająca insulina nie tylko zmniejsza ryzyko hiperglikemii, ale również poprawia wydajność pomp insulinowych czy sztucznych trzustek. Chcieliśmy pomóc ludziom cierpiącym na cukrzycę, by mogli szybciej i bardziej precyzyjnie kontrolować poziom cukru.
      Dlatego też międzynarodowy zespół naukowy z USA, Danii i Australii postanowił bliżej przyjrzeć się insulinie wydzielanej przez ślimaki morskie. Badania wykazały, że brakuje jej „zaczepu”, który powoduje, że tworzą się dimery i heksamery. Takie łączenie się molekuł insuliny jest konieczne, by mogła się ona gromadzić w trzustce. Ma jednak tę wadę, że agregaty muszą zostać rozbite na poszczególne molekuły zanim insulina zacznie oddziaływać na cukier we krwi. A proces taki może zająć nawet godzinę. Jako, że insulina wydzielana przez ślimaki nie zbija się w agregaty, może działać natychmiast.
      Po dokonaniu tego odkrycia naukowcy postanowili wykorzystać je w praktyce. Chcieliśmy stworzyć ludzką insulinę, która byłaby nieco podobna do insuliny ślimaka, wyjaśnia profesor Safavi. Pomysł wydawał się możliwy do zrealizowania, bo, jak się okazało, insulina produkowana przez ślimaka jest podobna do ludzkiej insuliny. Problem jednak w tym, że działa znacznie słabiej. Naukowcy szacują, że jest nawet 30-krotnie słabsza od ludzkiej insuliny.
      Chou i jego zespół zaczęli pracę od wyizolowania czterech aminokwasów za pomocą których insulina ślimaka przyczepia się do receptora insuliny. Następnie stworzyli wersję ludzkiej insuliny, która nie zawierała regionu odpowiedzialnego za tworzenie agregatów. W końcu zbudowali hybrydę ze zmodyfikowanej ludzkiej insuliny połączonej z czterema aminokwasami insuliny ślimaka. W ten sposób powstał monomer, który naukowcy nazwali mini-insuliną. Badania na szczurach wykazały że pomimo braku C-końcowego oktapeptydu w łańcuchu B mini-insulina łączy się z receptorami insulinowymi równie silnie jak ludzka insulina. Działa zatem równie skutecznie jak ona, ale szybciej.
      Mini-insulina ma niesamowity potencjał. Dzięki kilku zmianom stworzyliśmy silnie i szybko działającą strukturę, która jest najmniejszym w pełni aktywnym analogiem ludzkiej insuliny. Jako, że jest to tak mała molekuła, jej synteza powinna być prosta, dzięki czemu to główny kandydat do stworzenia leków insulinowych przyszłej generacji – mówi Chou.
      Z pracą zespołu Chou można zapoznać się na łamach Nature Structural & Molecular Biology.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Okazuje się, że na utratę wagi w wyniku zmiany stylu życia na zdrowszy oraz na rozkład tłuszczu w organizmie wpływa wrażliwość mózgu na insulinę. Długoterminowe badania prowadzone  Niemieckie Centrum Badań nad Cukrzycą, Centrum Helmholza w Monachium oraz Szpital Uniwersytecki w Tybindze wykazały, że jeśli nasz mózg jest wrażliwy na obecność insuliny, możemy bardziej stracić na wadze, pozbyć się niezdrowego tłuszczu brzusznego i łatwiej utrzymać niską wagę przez lata. Jeśli jednak nasz mózg słabo reaguje na insulinę, to początkowo stracimy mniej kilogramów, z czasem ponownie przybierzemy na wadze, a na brzuchu zgromadzimy więcej tkanki tłuszczowej.
      Osoby o mózgach bardziej wrażliwych na insulinę zyskiwały na stosowaniu diety i ćwiczeń. Znacznie traciły na wadze i pozbywały się tkanki tłuszczowej z brzucha. Nawet gdy przestawały ćwiczyć i stosować dietę, to w czasie kolejnych dziewięciu lat gdy je obserwowaliśmy, przybierały niewiele tłuszczu, mówi doktor Martin Heni ze Szpitala Uniwersyteckiego w Tybindze, który stał na czele grupy badawczej.
      Z kolei u osób o mózgu mało wrażliwym lub niewrażliwym na insulinę zanotowano niewielką utratę wagi w ciągu 9 miesięcy od zmiany stylu życia na zdrowszy.
      Uczestnicy badań na 24 miesiące zmienili styl życia na taki, który sprzyjał zmniejszeniu wagi. Po 9 miesiącach przeciętna osoba, której mózg był wrażliwy na insulinę, straciła na wadze około 4,5 kilogramów, a osoba o niewrażliwym mózgu – około 0,5 kg. W kolejnych miesiącach osoby z mózgami wrażliwymi nadal traciły na wadze i po 24 miesiącach średnia utrata wagi wynosiła u nich niemal 6 kg. Przez kolejnych 76 miesięcy osoby te nie stosowały już nowego stylu życia, a mimo to przybrały na wadze jedynie około 0,5 kg.
      Zupełnie inaczej wyglądała sytuacja w przypadku osób o mózgach mało wrażliwych lub niewrażliwych na insulinę. Na wadze traciły jedynie przez 9 miesięcy. Następnie do 24. miesiąca stosowania zdrowszego trybu życia ich waga rosła i po 24 miesiącach była o około 1 kg wyższa niż przed rozpoczęciem badań. Utrzymywała się na wyższym poziomie przez kolejnych 76 miesięcy.
      Podobnie rzecz się miała z tłuszczem brzusznym. Osoby o bardziej wrażliwych mózgach traciły go więcej w wyniku ćwiczeń i diety bogatej w włókna roślinne, a po przerwaniu zdrowego trybu życia wolniej ponownie go zyskiwały. Tkanka tłuszczowa na brzuchu jest bardzo niekorzystna, gdyż jej obecność jest silnie powiązana z cukrzycą, ryzykiem chorób układu krążenia i nowotworów.
      Jak zauważyli autorzy w podsumowaniu swoich badań spostrzeżenia te wykraczają poza zakres chorób metabolicznych i wskazują na konieczność opracowania strategii radzenia sobie z opornością ludzkiego mózgu na insulinę.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Greta Thunberg była już dwukrotnie nominowana do Pokojowej Nagrody Nobla, została Człowiekiem Roku tygodnika Time i nakręcono o niej film dokumentalny. Teraz zaś zyskała... własnego ślimaka. A właściwie nowo odkryty gatunek ślimaka zyskał nazwę po Grecie.
      Grupa naukowców-amatorów z Taxon Expeditions odkryła w lesie tropikalnym Bornego niewielkiego ślimaka z rodzaju Craspedotropis. Rodzaj ten jest wrażliwy na susze, ekstremalne temperatury i degradację lasów. Naukowcy stwierdzili, że są to zjawiska, z którymi walczy młoda aktywistka, dlatego też ślimak został przez nich nazwany Craspedotropis gretathunbergae.
      J.P.Lim, który zauważył pierwszego osobnika powiedział, że nazwanie tego ślimaka imieniem Grety Thunberg to sposób na przyznanie, że jej pokolenie będzie odpowiedzialne za rozwiązanie problemów, których nie spowodowało.
      Nowy gatunek został znaleziony w dystrykcie Temburong w Brunei w poliżu rzeki Belalong. Ma on do 3 milimetrów wysokości i niecałe 2 milimetry szerokości. Szczegółowy opis gatunku znajdziemy w Biodiversity Data Journal.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wiele ludzi jest uczulonych na koty. Niewykluczone, że wydzielanie alergenu jest reakcją obronną kotów przed drapieżnikami. Tak przynajmniej sugerują badania przeprowadzone przez profesora Bryana Fry z University of Queensland.
      W Cikananga Wildlife Rescue Centre Fry badał jedynego jadowitego przedstawiciela naczelnych, kukanga. Kukangi to jedyne naczelne posługujące się jadem, a mimo to są w dużej mierze niezbadane. Są często przedmiotem nielegalnego handlu, mówi uczony.
      Kukangi wykorzystują swój jad głównie w walce z innymi kukangami, powodując u przeciwnika długo gojące się rany. Gdy jednak kukang ugryzie człowieka, u ugryzionego pojawiają się objawy podobne do wstrząsu anafilaktycznego, dodaje Fry.
      Największe jednak zaskoczenie przyniosła analiza jadu kukangów. Przeanalizowaliśmy sekwencję DNA białka z jadu i okazało się, że jest ona identyczna, jak proteina w alergenie kotów. Koty wydzielają tę proteinę i pokrywają nią swoje futro. Dlatego też u ludzi występuje reakcja alergiczna, mówi naukowiec.
      Uczeni wysunęli hipotezę, że skoro kukangi wykorzystują tę proteinę do obrony, to dokładnie tak samo może być z kotami. To, że wielu ludzi ma alergię na koty może nie być przypadkiem. To może być mechamizm obronny przed drapieżnikami. Broń w postaci zdolności do wywołania reakcji alergicznej może nie być ograniczona tylko do kukangów. Mogła też wyewoluować u kotów. Chcemy tę hipotezę sprawdzić podczas kolejnych badań.
      Naukowciec zauważa, że u ludzi alergia na koty jest tak rozpowszechniona, że tylko niezwykły zbieg okoliczności mógłby spowodować, że taka reakcja jest przypadkowa. To spostrzeżenie otwiera pole do dalszych badań. Ludzie cierpią bowiem też na alergie np. na produkty pszczele. Być może powodny mechanizm obronny występuje też u pszczół i innych zwierząt.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Karolinska Institutet odkryli diabetogenną rolę pewnego kanału wapniowego w komórkach beta wysp Langerhansa. Wg nich, jego zablokowanie może być nową strategią leczenia cukrzycy.
      Kanały CaV3.1 odgrywają marginalną rolę w zdrowych komórkach beta, ale przy cukrzycy stają się hiperaktywne. To zrodziło pytanie, czy hiperaktywacja tych kanałów stanowi przyczynę, czy skutek cukrzycy. Ostatnio Szwedzi odkryli, że zwiększona ekspresja CaV3.1 prowadzi do nadmiernego napływu wapnia, upośledzając ekspresję białek uczestniczących w egzocytozie w komórkach beta.
      To prowadzi do obniżenia zdolności uwalniania insuliny oraz nieprawidłowej homeostazy glukozy - podkreśla dr Jia Yu.
      Rolę CaV3.1 badano na wiele sposobów, w tym w ramach eksperymentów na szczurzych i ludzkich wyspach trzustkowych oraz na gryzoniach z cukrzycą. Wydaje się, że uzyskane wyniki odnoszą się zarówno do cukrzycy typu 1., jak i 2., ale by to potwierdzić, konieczne są dalsze studia.
      Przez długi czas pomijano patologiczną rolę kanałów CaV3.1 komórek beta w rozwoju cukrzycy i jej powikłań. Nasze badania pokazują [jednak], że zwiększona ekspresja tych kanałów to krytyczny patomechanizm cukrzycy, co oznacza, że CaV3.1 nie wolno zaniedbywać w badaniach diabetologicznych - dodaje prof. Shao-Nian Yang.
      Teraz naukowcy chcą sprawdzić, czy zwiększona ekspresja CaV3.1 zmienia profile transkryptomiczne także w innych komórkach, np. komórkach mięśniówki gładkiej naczyń czy limfocytach T, przyczyniając się do rozwoju cukrzycy i jej powikłań.
      Prof. Per-Olof Berggren podejrzewa, że wybiórcza blokada CaV3.1 może się okazać użyteczną strategią terapeutyczną. Testy kliniczne z blokerami kanałów CaV3.1 u pacjentów z cukrzycą będą jednym z naszych priorytetów.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...