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Scoperto un punto di svolta per migliorare i trattamenti del diabete con l’insulina

Visualizzazione del legame insulinico con la parte extracellulare del recettore dell’insulina. Credito: Maja Divjak, WEHI.TV

Una collaborazione internazionale co-guidata dai ricercatori del Walter and Eliza Hall Institute ha fatto una scoperta che potrebbe rendere le insuline più efficaci a livello terapeutico, mimando meglio il modo in cui l’insulina endogena agisce nel corpo. Le scoperte potrebbero migliorare i trattamenti per il diabete, una malattia che colpisce la vita di milioni di persone in tutto il mondo.

Pubblicato oggi su Nature Communications, lo studio rivela la prima immagine tridimensionale di come l’insulina interagisca con successo con il suo recettore, un “gatekeeper” per trasmettere informazioni alle cellule, in un processo cruciale per istruire le cellule ad abbassare i livelli di zucchero nel sangue in corpo. Capire esattamente come si presenta questo processo potrebbe informare la progettazione di terapie insuliniche ad azione più rapida e di più lunga durata.

La ricerca è stata diretta dal professore associato Mike Lawrence del Walter and Eliza Hall Institute, in collaborazione con i team guidati dal Dr. Matthias Dreyer della società farmaceutica Sanofi-Aventis Deutschland GmbH e dal Dr. Christoph Müller presso il laboratorio europeo di biologia molecolare (EMBL), entrambi con sede in Germania.

Il pezzo mancante del puzzle

Il professore associato Lawrence si è detto entusiasta di aver risolto il modo in cui l’insulina stimola le cellule ad abbassare i livelli di zucchero nel sangue.

È noto che l’insulina istruisce le cellule a ridurre i livelli di zucchero nel sangue nel corpo legandosi a un recettore situato sulla superficie cellulare.

Il professore associato Lawrence afferma che il problema stava in questo: nessuno sapeva esattamente cosa stesse accadendo durante l’interazione.

“Le terapie insuliniche attuali sono sub-ottimali perché progettate senza questo pezzo mancante del puzzle”, ha detto. “Insieme ai nostri collaboratori in Germania, abbiamo prodotto la prima immagine 3D definitiva del modo in cui l’insulina si lega alla superficie delle cellule per trasmettere con successo le istruzioni vitali necessarie ad assorbire lo zucchero dal sangue”.

Vedere per credere

Il professore associato Lawrence ha detto che l’immagine dettagliata è il risultato di una collaborazione tra gli esperti di biologia strutturale e cellulare dell’Istituto, lavorando insieme a specialisti di microscopia crio-elettronica presso l’EMBL di Heidelberg e uno specialista dei recettori dell’insulina dell’Università di Chicago.

“Sapevamo che l’insulina subiva un cambiamento fisico che segnalava la sua riuscita connessione con il proprio recettore sulla superficie cellulare, ma non avevamo mai visto prima i cambiamenti dettagliati avvenuti nel recettore stesso, confermando che l’insulina aveva consegnato con successo il messaggio per la cellula di prendere zucchero dal sangue.

“I miei colleghi dell’Istituto hanno progettato attentamente singoli campioni di insulina legati ai recettori in modo che i collaboratori di Heidelberg potessero utilizzare la microscopia crioelettronica per catturare centinaia di migliaia di “istantanee” ad alta risoluzione di questi campioni.

“Abbiamo quindi combinato più di 700.000 di queste immagini 2D in un’immagine 3D ad alta risoluzione che mostra esattamente quale sia il legame vincente tra l’insulina e il suo recettore. Ed eccolo lì davanti ai nostri occhi, il quadro completo in dettaglio buono.

“E ‘stato a quel punto che sapevamo di avere le informazioni necessarie per sviluppare terapie insuliniche migliorate che potrebbero garantire alle cellule di rispondere correttamente e svolgere le funzioni necessarie per abbassare i livelli di zucchero nel sangue”, ha detto il professor Lawrence.

Terapie ottimali ora possibili

Il professore associato Lawrence ha dichiarato che i risultati indicano come sarebbe ora possibile progettare terapie insuliniche le quali potrebbero imitare più da vicino l’insulina del corpo.

“In futuro, le aziende farmaceutiche saranno in grado di utilizzare i nostri dati come “progetto” per sviluppare terapie che ottimizzino l’assorbimento di insulina da parte del corpo. C’è già stato un grande interesse per questi risultati e la loro applicazione e l’Istituto ha una rete di collaborazioni in corso.

“Dopo oltre due decenni di ricerche da parte degli scienziati di Melbourne per arrivare a questo punto, è fenomenale avere risultati che alla fine andranno a beneficio dei pazienti con lo sviluppo di terapie più efficaci, in particolare per coloro le cui vite dipendono da un’iniezione giornaliera di insulina,” ha detto.

Il lavoro del professor Lawrence è stato finanziato in parte dal National Health and Medical Research Council australiano.

Categorie:Ricerca, Terapie

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