Terapie

La ricerca rivela come viene prodotto in natura un farmaco chiave per il diabete

La ricerca della Oregon State University ha spiegato come un importante farmaco per il diabete di tipo 2 viene prodotto in natura, aprendo la porta a miglioramenti nella produzione attraverso la biotecnologia.

I risultati sono particolarmente importanti perché la domanda globale del farmaco, l’acarbosio, è in aumento insieme all’incidenza del diabete di tipo 2 : secondo l’International Diabetes Federation, la malattia colpisce quasi 500 milioni di adulti in tutto il mondo.

Sviluppato da Bayer, il farmaco è sul mercato con il marchio Precose dal 1996. L’acarbosio proviene dai batteri del suolo, ma fino ad ora il percorso biosintetico alla base della sua produzione, la sequenza di passaggi compiuti dagli enzimi per catalizzare le reazioni chimiche responsabili della sua produzione -non era noto.

I risultati dello studio, guidato da Taifo Mahmud dell’OSU College of Pharmacy, sono stati pubblicati su Nature Communications .

Frequentemente associato all’obesità e alla scarsa attività fisica , il diabete di tipo 2 è una grave malattia metabolica che colpisce circa un americano su 10. Precedentemente noto come diabete dell’adulto, è una condizione cronica che colpisce il modo in cui il corpo metabolizza il glucosio, uno zucchero che è una fonte fondamentale di energia.

Per alcuni pazienti, ciò significa che il loro corpo non risponde adeguatamente all’insulina: resiste agli effetti dell’insulina, l’ormone prodotto dal pancreas che apre la porta allo zucchero per entrare nelle cellule. Nelle fasi successive della malattia, quando il pancreas è esaurito, i pazienti non producono abbastanza insulina per mantenere i livelli normali di glucosio.

In entrambi i casi, lo zucchero si accumula nel flusso sanguigno e, se non trattato, danneggia molti organi principali, a volte in modo invalidante o pericoloso per la vita.

L’acarbosio normalizza i livelli di glucosio nel sangue inibendo gli enzimi alfa-glucosidasi: aiuta a evitare che la glicemia aumenti troppo rapidamente dopo che qualcuno ha mangiato, bloccando la scomposizione di cibi amidacei come pane, patate e pasta e rallentando l’assorbimento intestinale di alcuni zuccheri.

L’acarbosio deriva dai batteri Actinoplanes e da molti altri ceppi di batteri del suolo. È stato il primo inibitore dell’alfa-glucosidasi approvato per l’uso negli Stati Uniti e in Europa.

“Nonostante la sua significativa importanza terapeutica, il modo in cui l’acarbosio è prodotto in natura non era stato completamente compreso”, ha detto Mahmud. “La nostra ricerca non solo fa luce su come questo farmaco di alto valore viene prodotto in natura, ma fornisce anche una piattaforma per ulteriori miglioramenti della produzione industriale di acarbosio, ad esempio modificando il DNA dei batteri produttori o attraverso altri approcci biotecnologici. Ciò significa conoscere il suo completo percorso biosintetico è importante sia dal punto di vista scientifico che industriale.”

Ciò che rimane sconosciuto, ha aggiunto Mahmud, è il motivo per cui i batteri del suolo producono acarbosio: a quale scopo serve il composto? Alcuni ipotizzano che svolga un ruolo nello spostamento degli zuccheri tra gli spazi intra ed extracellulari dei batteri o che protegga dagli enzimi di degradazione dei carboidrati di altri organismi.

“Qual è esattamente la funzione per gli organismi produttori nel loro ambiente naturale rimane un argomento interessante per gli studi futuri”, ha affermato.


Ulteriori informazioni: Takeshi Tsunoda et al, Complete biosynthetic pathway to the antidiabetic drug acarbose, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-31232-4

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