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I ricercatori usano l’insulina modificata e globuli rossi per regolare la glicemia

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I ricercatori della North Carolina State University e University of North Carolina a Chapel Hill hanno sviluppato una nuova tecnica che utilizza l’insulina modificata e globuli rossi per creare un sistema di somminisrazione dell’insulina glucosio-reattivo “intelligente”. In uno studio su modello animale, la nuova tecnica è efficace e riduce i livelli di zucchero nel sangue per 48 ore in un ceppo di topi con diabete di tipo 1.

I ricercatori hanno modificato chimicamente insulina legandola ad un derivato del glucosio chiamato glucosamina. La glucosamina potrebbe quindi associarsi al glucosio trasportato sulla superficie di un globulo rosso, collengado in modo efficace l’insulina alla cellula del sangue. Il risultato finale è un globulo rosso tempestato di molecole di insulina.
L’idea è che questa insulina caricate nelle cellule del sangue potrebbe poi essere iniettata in un paziente diabetico.
Una volta nel sangue, le cellule che portano l’insulina interagiscono con il loro ambiente. Se i livelli di glucosio sono alti, le molecole di glucosio spostano in modo efficace la glucosamina nei trasportatori del glucosio delle cellule del sangue. E quando la glucosamina viene liberato dalla cellula del sangue, è quindi l’insulina.
L’insulina può quindi legarsi ai recettori dell’insulina nel fegato, muscoli e tessuti grassi, innescando un processo che riduce i livelli di glucosio nel sangue.
“In breve, questo è un sistema intelligente completamente biocompatibile che risponde, in caso di necessità, a normalizzare i livelli di glucosio nel sangue”, spiega Zhen Gu, co-autore dei test e professore associato al programma congiunto di ingegneria biomedica a NC State e UNC.
Nello studio, i ricercatori hanno confrontato i topi trattati con l’insulina modificata e il sistema di cellule del sangue ad altri tre gruppi: un gruppo che ha ricevuto soluzione salina; un gruppo che ha ottenuto l’insulina solo modificata; e un gruppo che ha ottenuto una miscela di insulina non modificata e globuli rossi.
I ricercatori hanno scoperto che i topi diabetici di tipo I che hanno ricevuto il sistema insulina e i globuli modificati sono stati in grado di ridurre in modo significativo i livelli di glucosio nel sangue per più di due giorni. 
I ricercatori hanno anche testato ciascuna delle combinazioni di farmaci in un gruppo di topi sani, e hanno scoperto che il sistema di insulina e cellule del sangue ha ridotto il rischio di ipoglicemia rispetto alle altre combinazioni di farmaci.
Inoltre, i ricercatori hanno condotto un esperimento nel topi diabetici tipo 1 con insulina e nanoparticelle che erano state rivestiti con membrane di globuli rossi modificate. Il sistema di insulina e nanoparticelle ha ottenuto risultati paragonabili a quelli trovati con insulina mutata e globuli rossi.
“Questo è un risultato positivo, perché è di buon auspicio per lo sviluppo di un mezzo standardizzato di fornitura di sistema di regolazione del glucosio”, dice Gu.
“Il team valuterà ulteriormente la biocompatibilità a lungo termine del sistema modificato di insulina in un modello animale più grande di dimensioni, prima di determinare se per passare alla sperimentazione clinica,” dice il co-autore Dr John Buse, professore di medicina presso la Facoltà di Medicina UNC e direttore della UNC Diabetes Care Center. “La visione, se realizzata, sarebbe uno dei progressi più interessanti nella cura del diabete.”
“Stiamo anche esplorando l’uso di microaghi indolori per fornire questo sistema, piuttosto che basarci sulle iniezioni convenzionali che sono state utilizzate in questo studio”, dice Gu. “La possibilità di utilizzare un sistema di somministrazione di farmaci diversi rende difficile valutarne il costo, ma siamo ottimisti sul fatto che la formulazione lo rende competitivo su larga sfera.
Il documento, “Globuli rossi a Glucosio-Insulina Responsive consegna,” è pubblicato sulla rivista Advanced Materials. Autore principale dello studio è Chao Wang, un ricercatore post-dottorato nel gruppo di ricerca di Gu. 



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