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Iniezione alternativa

Le persone con diabete di tipo 1 devono controllarsi la glicemia più volte al giorno e iniettarsi insulina per cercare di mantenere i livelli dello zucchero nel sangue all’interno di una gamma sana. Un’alternativa migliore, ricercata dagli scienziati nel campo del diabete, sarebbe l’insulina progettata per rimanere nel flusso sanguigno, diventando attiva solo quando necessario, ad esempio dopo un pasto.

Un ostacolo allo sviluppo di questo tipo di “insulina reagente al glucosio” (GRI) sta nella difficoltà di sapere come questi farmaci si comporteranno senza averli testati negli animali. I ricercatori del MIT hanno ora creato un modello al computer che dovrebbe semplificare il processo di sviluppo: itale modello può prevedere come l’insulina reagente al glucosio (GRI) influenzerà lo zucchero nel sangue dei pazienti, basandosi su tratti chimici, come e quanto rapidamente il GRI si attiva in presenza del glucosio.

“Il concetto di GRI è stato un obiettivo di lunga durata nel campo del diabete”, afferma Michael Strano, professore di chimica all’Istituto Carbon P. Dubbs del MIT. “Se fatto correttamente, potresti fare in modo che i diabetici possano prendere una dose occasionale e non doversi preoccupare della loro glicemia”.

Il nuovo modello ha permesso ai ricercatori di identificare diversi candidati GRI, che ora intendono provare negli animali.

Strano è l’autore senior di due recenti articoli su GRI, che appaiono nelle riviste Nature Chemistry e Advanced Healthcare Materials.

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“Un design razionale”

Negli ultimi anni gli scienziati hanno sperimentato diversi tipi di GRI. Nel recente articolo della Nature Chemistry, Strano e colleghi hanno illustrato alcuni progressi che sono stati fatti e presentato una serie di approcci sintetici specifici che potrebbero aiutare a rendere la GRI una realtà pratica. Questi includono l’utilizzo di modelli matematici del corpo umano per prevedere come i GRI si comportano nei pazienti, rendendo più semplice la progettazione e la prova di tali farmaci.

Nello studio pubblicato su Advanced Healthcare Materials , il team del MIT ha utilizzato quel tipo di modellistica per analizzare l’insulina modificata in modo da poter interagire con il glucosio. L’insulina ha molecole chiamate PBA ad essa collegate, e queste molecole PBA possono legarsi al glucosio, che quindi attiva l’insulina.

Altri approcci del GRI che gli scienziati hanno provato implicano l’insulina incorporata in idrogel che rilasciano il farmaco quando incontrano il glucosio e le  particelle che trasportano insulina fatta di polimeri che si degradano quando si legano con esso. In tutti questi casi, è importante sapere quanto forte il glucosio interagirà con il GRI e quanto rapidamente l’insulina inizierà ad agire.

Il team di MIT ha ideato equazioni che descrivono il comportamento dell’insulina modificata da PBA basata su parametri quali la forte associazione del glucosio al GRI e la rapidità di attivazione dell’insulina. Hanno combinato queste equazioni con modelli esistenti di come il glucosio e l’insulina si comportano in diversi compartimenti del corpo, come i vasi sanguigni, muscoli e tessuti adiposi.

“Abbiamo iniziato pensando al GRI come un insieme di equazioni”, dice Strano. “Il risultato è il primo progetto razionale per il GRI”.

Di conseguenza, i ricercatori possono ora entrare in specifiche caratteristiche GRI e modellarne i comportarmenti nel corpo umano durante un periodo di 24 ore, con i pasti consumati a determinati intervalli durante il giorno. Il modello prevede la quantità di zucchero nel sangue dopo i pasti, la resistenza della risposta all’insulina attiva e il livello di zucchero nel sangue risultante.

I ricercatori hanno inserito nel loro modello i limiti di zucchero nel sangue consigliati dall’American Diabetes Association, consentendo di determinare quali parametri di GRI producono il controllo dello zucchero nel sangue nelle linee guida proposte.

Mentre questo modello è specifico per una categoria di GRI, i ricercatori intendono applicare tale approccio per sviluppare modelli simili per altri schemi di GRI.



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