Una nuova ricerca suggerisce che è improbabile che gran parte della dose di insulina di un diabetico funzioni come previsto. I ricercatori dell’Università di Copenaghen hanno scoperto che per molti anni abbiamo calcolato male il comportamento dell’insulina. La scoperta fornisce uno strumento per sviluppare migliori preparazioni di insulina da cui dipendono milioni di persone in tutto il mondo.
Una nuova ricerca suggerisce che è improbabile che gran parte della dose di insulina di un diabetico funzioni come previsto. I ricercatori dell’Università di Copenaghen hanno scoperto che per molti anni abbiamo calcolato male il comportamento dell’insulina. La scoperta fornisce uno strumento per sviluppare migliori preparazioni di insulina da cui dipendono milioni di persone in tutto il mondo.
Se sei uno dei tanti milioni di diabetici di tipo 1 in tutto il mondo, sai che c’è una differenza nella velocità e nella durata dell’azione delle preparazioni di insulina nel corpo. Per i diabetici, queste differenze sono cruciali per un trattamento efficace. Ottenere troppo poca o troppa insulina può portare a livelli di zucchero nel sangue troppo bassi o alti. Entrambe le condizioni possono essere pericolose.
L’assorbimento dell’insulina nel corpo è controllato dal modo in cui le molecole di insulina si assemblano in gruppi. Mentre una singola molecola fornisce un’azione rapida nel corpo, i gruppi di sei molecole, noti come esameri, agiscono a lungo. Per decenni si è ipotizzato che l’insulina si assemblasse con una certa distribuzione di gruppi molecolari di una, due o sei molecole. I prodotti farmaceutici sono stati progettati sulla base di questo presupposto.
Ma con l’aiuto della microscopia a singola molecola altamente avanzata, i ricercatori dell’Università di Copenaghen, in collaborazione con l’Università di Aarhus, sono diventati i primi a dimostrare che questo punto importante è stato sbagliato per anni.
“Ora ci è evidente che abbiamo sbagliato del 200%. Ci sono solo la metà delle singole molecole nell’insulina rispetto a quello che pensavamo. Al contrario, ci sono molti più ammassi di sei molecole di quanto pensassimo. In definitiva, se si tratta di intuizioni di ricerca di base applicate al corpo umano, significa che quando crediamo di somministrare una certa dose, potrebbe essere solo la metà della dose con l’effetto ad azione rapida nel corpo che ci aspettavamo”, afferma il Professor Nikos Hatzakis del Dipartimento di Chimica, autore principale dello studio.
In altre parole, gran parte dell’insulina che i diabetici immettono attualmente nei loro corpi potrebbe non essere effettivamente assorbita come previsto. Mentre i ricercatori sottolineano che questo non è assolutamente pericoloso per i pazienti, mostra che esiste un grande potenziale per lo sviluppo di farmaci più precisi.
Dal modello grezzo alla vista dettagliata
“I preparati di insulina sono migliorati sempre di più nel corso degli anni e moltissimi diabetici sono ben regolati. Tuttavia, lo sviluppo dei preparati di insulina si è basato su un certo presupposto sul modo in cui le molecole si assemblano. Con il modello standard grezzo, questo processo non è mai stato apprezzato a livello di dettaglio. Questo è ciò che possiamo fare”, afferma l’altro autore principale dello studio, il professor Knud J. Jensen, del Dipartimento di Chimica.
“Questo non significa che gli attuali farmaci per l’insulina siano cattivi o che i pazienti siano stati medicati in modo errato. Ma ora abbiamo una conoscenza di base di come si comporta l’insulina e quanto potrebbe essere disponibile per il corpo come farmaco ad azione rapida. Ora abbiamo il metodo giusto per fornirci dati precisi. Ci auguriamo che l’industria utilizzi questo o uno strumento simile, sia per controllare le attuali preparazioni di insulina sia per svilupparne di nuove”, aggiunge Nikos Hatzakis.
I risultati della ricerca sono stati raggiunti attraverso un mix di chimica, apprendimento automatico, simulazioni e microscopia avanzata. I ricercatori del Dipartimento di Chimica hanno iniziato osservando direttamente il processo in cui ogni molecola di insulina unisce le forze con altre molecole per assemblarsi in gruppi. Questo ha permesso loro di vedere quanto velocemente si forma ogni cluster. I ricercatori hanno esaminato circa 50.000 cluster.
Conoscere l’esatta distribuzione dei diversi cluster in una data quantità di insulina è fondamentale quando si sviluppano farmaci che devono avere effetti a breve o lunga durata d’azione nel corpo:
“Il raggruppamento di insulina è incredibilmente importante per il funzionamento dei preparativi. Perché la differenza tra una preparazione di insulina ad azione rapida e una ad azione lenta dipende dalla velocità con cui le molecole si assemblano in gruppi e dalla velocità con cui si disassemblano. L’accesso a apparecchiature altamente avanzate rende relativamente semplice e veloce ottenere informazioni sulle concentrazioni esatte, conoscenza che allo stesso tempo è anche piuttosto sofisticata”, afferma l’autore principale Freja Bohr, Ph.D. borsista nel gruppo di ricerca di Nikos Hatzakis presso il Dipartimento di Chimica.
Una migliore insulina avvantaggia milioni di persone
Oltre alla diversa distribuzione degli ammassi molecolari, le osservazioni mostrano anche che la formazione degli ammassi è un processo molto più complesso di quanto si presumesse una volta. I cluster possono crescere e ridursi a intervalli molto più diversi di quanto si supponesse in precedenza.
“Senza poter ancora dire esattamente come, questo dovrebbe consentire di ampliare il numero di modi in cui vengono progettati i preparativi. Ciò potrebbe portare a un’insulina con un diverso profilo di effetto che riduce le fluttuazioni della glicemia dei pazienti, che rimane una sfida importante”, afferma Freja Bohr.
Knud J. Jensen, che si occupa di ricerca sull’insulina da più di 15 anni, ritiene che le nuove conoscenze saranno in grado di ottimizzare tutti i tipi di nuova insulina e fare la differenza per gli oltre 40 milioni di bambini e adulti che assumono insulina quotidianamente base. La vita da diabetico non è ancora senza problemi:
“A volte ricevo richieste da parte di genitori che chiedono se c’è qualcosa di meglio per curare i loro bambini piccoli. Quando una persona ha il diabete di tipo 1 scarsamente regolato, può sentirsi male per lunghi periodi di tempo. Tra le altre cose, possono svegliarsi con incubi, sentirsi male a causa di concentrazioni di zucchero nel sangue basse o alte, rischiare di perdere conoscenza a causa di un basso livello di zucchero nel sangue e subire danni conseguenti agli occhi e ai piedi più avanti nella vita. Quindi, se la vita può essere migliorata per i bambini producendo insulina migliore, è fantastico! dice Jensen.
Titolo della ricerca: Enhanced hexamerization of insulin via assembly pathway rerouting revealed by single particle studies
DIABETE E INSULINA
- L’insulina è un ormone prodotto nel pancreas che regola la quantità di zucchero nel sangue. Chi soffre di diabete ha un sistema immunitario che distrugge le cellule produttrici di insulina nel pancreas. I diabetici di tipo 1 si affidano alle iniezioni di insulina.
- Le singole molecole di insulina (monomeri) sono spesso assemblate in gruppi di due (dimeri) o sei (esameri) singole molecole. L’insulina viene prodotta e immagazzinata nel corpo come esamero. Tuttavia, è biologicamente attivo come monomero. Pertanto, i cluster devono essere scomposti in monomeri prima che l’insulina possa legarsi ai recettori dell’insulina. (fonte: Wikipedia).