211service.com
Slimme Insuline
Het handhaven van strikte controle over de bloedsuikerspiegel is een dagelijkse uitdaging voor mensen met diabetes: het vereist constante monitoring en meerdere insuline-injecties per dag. Nu het biotechbedrijf SmartCells , gevestigd in Beverly, MA, ontwikkelt een medicijn dat het grootste deel van het zware werk kan doen bij het beheersen van diabetes. Het injecteerbare medicijn, SmartInsulin genaamd, detecteert hoge glucosespiegels en geeft automatisch insuline af op aanvraag. Naarmate de glucosespiegels dalen, stabiliseert het medicijn, waardoor insuline wordt vastgehouden tot de volgende glucosepiek. Een dergelijk medicijn kan het aantal benodigde insuline-injecties verminderen tot eenmaal per dag.
Slimme opnamen: Een nieuw medicijn dat glucosewaarden meet en insuline op aanvraag levert, kan het aantal dagelijkse injecties voor diabetespatiënten verminderen. SmartInsulin werkt via competitieve binding, waarbij insuline (oranje lijnen), bevestigd aan een suikergroep (oranje zeshoeken), zich bindt met een suikerbindend molecuul (blauwe cirkel) in oplossing. Wanneer glucose (blauwe zeshoeken) in het lichaam hoog is, concurreert het met insuline om zich te binden aan de suikerbindende moleculen, insuline te verdringen en indien nodig in de bloedbaan af te geven.
Todd Zion , oprichter en CEO van SmartCells, zegt dat een dergelijk zelfregulerend medicijn ook het risico op hypoglykemie kan verminderen, een potentieel gevaar dat gepaard gaat met de huidige diabetische therapieën. Je zult bij elke persoon die insuline gebruikt [dat] het gevaarlijkste risico een accidentele overdosis vinden, of het niet kunnen voorspellen hoe de bloedsuikerspiegel na een maaltijd zal schommelen, zegt Zion. Vanuit het oogpunt van behandeling zou dit [medicijn] het risico op een gevaarlijk lage bloedsuikerspiegel elimineren.
Normaal gesproken geven bètacellen in de pancreas het hormoon insuline af aan de bloedbaan als reactie op hoge glucosespiegels. Het hormoon remt de glucosespiegels door de lichaamscellen te helpen het als brandstof te absorberen. Bij diabetes is de insulineproductie verstoord, wat leidt tot abnormaal hoge circulerende glucosespiegels. Dat heeft ernstige gevolgen, waaronder wazig zien, veranderingen in de stofwisseling en plotseling gewichtsverlies.
Diabetespatiënten nemen momenteel insuline in via pennen en traditionele spuiten, die een enkele dosis van het medicijn afgeven, of via insulinepompen, die gedurende de dag continu lage doses leveren en insuline kunnen toedienen in perioden dat het niet nodig is. Het alternatief van SmartCells is om insuline zodanig chemisch te modificeren dat het actieve hormoon pas vrijkomt bij een bepaalde concentratie glucose. Onder dat niveau blijft insuline gebonden en onoplosbaar tot de volgende bloedsuikerpiek.
Zion ontwikkelde de technologie terwijl hij werkte als promovendus in het Nanostructured Materials Lab van MIT, dat wordt geleid door professor Jackie Ying. In zijn experimenten wijzigde Zion insuline door het chemisch te hechten aan een biologisch afbreekbaar polymeer dat kleverige suikergroepen bevat. Vervolgens mengde hij het in oplossing met een suikerbindend molecuul, dat bij afwezigheid van andere suikers onmiddellijk bindt aan de suikergroepen die aan de insuline zijn bevestigd. Naarmate meer bindende moleculen zich vastgrijpen aan meer gemodificeerde insuline, vormt zich een netwerk dat de insuline op zijn plaats houdt. Wanneer glucose aan het systeem wordt toegevoegd, stoot het de insulinegebonden kleverige suikergroep uit de weg en grijpt het zich vast aan het suikerbindende molecuul. Hoe meer glucose er is, hoe meer insuline er uit het netwerk wordt afgevoerd en oplost. Je kunt deze deeltjes zien krimpen en de insuline ervan af zien komen, afhankelijk van hoe snel ze worden aangevallen door suiker uit het lichaam, zegt Zion.
Het bedrijf heeft het medicijn op honderden knaagdieren getest en is onlangs overgestapt op studies bij varkens die niet genoeg insuline produceren - modellen die mogelijk meer lijken op de diabetische omgeving bij mensen. In de experimenten injecteerden de onderzoekers het medicijn in diabetische dieren en volgden injecties met suiker om een maaltijd te simuleren. Ze volgden de bloedsuikerconcentraties met continue glucosemeters en noteerden ook de hoeveelheid insuline die vrijkwam als reactie op verhoogde glucose. Tot dusverre heeft het team van Zion waargenomen dat het medicijn in staat is om fluctuerende glucosespiegels waar te nemen en zich aan te passen en insuline af te geven als dat nodig is, waarbij de concentraties stabiel blijven en insuline-overdoseringen die tot hypoglykemie kunnen leiden, worden vermeden. De groep is van plan om de technologie in de toekomst te vergelijken met bestaande insulinetoedieningsapparaten.
Het idee om insuline te hebben die reageert op glucose en eens per dag een injectie te krijgen, of om de drie of vier dagen, zou een geweldige vooruitgang zijn voor diabetici, zegt Michael Sefton , een professor in chemische technologie en toegepaste chemie aan de Universiteit van Toronto. Dit zou hen in staat kunnen stellen de bloedsuikerspiegel beter onder controle te houden en de insulinetoediening af te stemmen op hun behoefte aan insuline. Hoewel de eerste gegevens veelbelovend lijken, is het volgens Sefton nog niet duidelijk of het medicijn snel genoeg werkt om bij mensen effectief te zijn.
Zion streeft ernaar om binnen de komende twee jaar met klinische proeven te beginnen. Vorige week ontving SmartCells $ 1 miljoen om veiligheids- en werkzaamheidsstudies in preklinische dierproeven te financieren als onderdeel van een samenwerking met de Onderzoeksstichting Juveniele Diabetes .
Alvorens klinische proeven te starten, zullen de onderzoekers ervoor moeten zorgen dat het medicijn in wezen onfeilbaar is - dat wil zeggen dat er geen andere moleculaire signalen zijn dan glucose die onnodig insuline in de bloedbaan zouden kunnen afgeven, zegt Frederick Schoen , een professor in pathologie en gezondheidswetenschappen en technologie aan de Harvard Medical School. Je moet uitbarstingen van insuline vermijden, wat gevaarlijk kan zijn, zegt Schoen. Het is een opwindend concept en moet worden nagestreefd, maar onderweg moeten er veel vragen worden beantwoord.