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Il veleno di lumaca marina potrebbe migliorare l’insulina per i pazienti diabetici

L’insulina nel veleno della lumaca cono può offrire nuovi approcci per sviluppare l’insulina ad azione rapida per le persone.

Sebbene le lumache coniche marine siano moderatamente mobili hanno perfezionato diverse strategie per catturare le prede. Alcune specie per la caccia al pesce rilasciano veleno nell’acqua circostante. All’interno del pennacchio di veleno tossico, il pesce soccombe all’insulina ad azione rapida che lo rende immobile. Mentre il pesce si libra, la lumaca emerge dal suo guscio per ingoiare la vittima pacificata intera.

I ricercatori della University of Utah Health hanno descritto la funzione delle insuline coniche, avvicinandole di un passo allo sviluppo di un’insulina ad azione più rapida per il trattamento del diabete. I risultati dello studio sono disponibili nel numero di febbraio 12 della rivista eLife.

“Queste lumache hanno sviluppato una strategia per colpire e sottomettere la loro preda con fino a 200 diversi composti, uno dei quali è l’insulina”, ha detto Helena Safavi-Hemami, Ph.D. , assistente professore di Biochimica presso U of U Health e autore senior sulla carta. “Ogni tanto impariamo qualcosa di unico dalla natura e da milioni di anni di evoluzione.”

L’insulina, un ormone prodotto dal pancreas per regolare la glicemia, consiste di due segmenti chiamati catene A e B. Il cluster B forma dimeri ed esameri che consentono al pancreas di immagazzinare l’ormone per un uso successivo. Questo segmento è anche necessario per attivare i recettori dell’insulina che segnalano al corpo di assorbire zucchero dal sangue. L’insulina deve subire diverse conversioni per decluster prima che possa abbassare la glicemia.

Una persona con diabete di tipo 1 non è in grado di produrre insulina e necessita di iniezioni giornaliere per gestire il livello di zucchero nel sangue. Nonostante decenni di ricerca, l’insulina prodotta continua a contenere la catena B al fine di attivare il recettore per abbassare lo zucchero nel sangue, ritardando l’effetto del farmaco di 3090 minuti.

Safavi-Hemami e il suo team hanno esaminato la funzione di sette sequenze di insulina trovate nel veleno da tre specie di lumache cono: snailConus geographus, C. tulipa e C. kinoshitai. Inaspettatamente, ogni specie produce insulina con strutture leggermente diverse. Nonostante queste differenze, ogni insulina è ad azione rapida perché manca la parte appiccicosa della catena B trovata nell’insulina umana.

“L’evoluzione può essere la forza trainante per aumentare la diversità molecolare delle molecole della tossina che le specie coniche utilizzano per la preda di caccia”, ha detto Danny Hung-Chieh Chou, Ph.D. , assistente professore di Biochimica presso U of U Health e coautore sulla carta.

Il team ha testato il modo in cui ciascuna delle sequenze di insulina ha abbassato lo zucchero nel sangue in pesci zebra e topi. Gli animali modello sono stati trattati con streptozotocina per indurre sintomi di diabete di tipo 1 prima che gli animali fossero dosati con le diverse insuline sintetizzate.

Safavi-Hemami ha trovato tre sequenze di insulina generate dal veleno (Con-Ins T1A da C. tulipa, Con-Ins G1 da C. geographus e Con-Ins K1 da C. kinoshitai) che hanno abbassato efficacemente la glicemia. Utilizzando le linee cellulari, hanno scoperto che le sequenze di insulina dal cono della lumaca erano in grado di legarsi e attivare il recettore dell’insulina umana, nonostante mancasse la parte della catena B trovata nell’insulina umana. Queste sequenze, tuttavia, sono da 10 a 20 volte meno potenti dell’insulina umana.

Secondo Safavi-Hemami, ogni configurazione unica fornisce al team di ricerca un modello leggermente diverso da considerare quando si progettano nuovi farmaci che agiscono rapidamente ed efficacemente.

“Stiamo iniziando a scoprire i segreti delle lumache coniche”, ha detto Safavi-Hemami. “Speriamo di utilizzare ciò che impariamo per trovare nuovi approcci utili a trattare il diabete”.

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