A kúpos csigaméreg segített a gyors hatású mini-inzulin létrehozásában
A ragadozó kúpos csigák mérgére vonatkozó adatok alapján a tudósok kifejlesztették az inzulin miniatűr változatát, amely többszörösen gyorsabban működik, mint az ember. Ez a hatás annak köszönhető, hogy a mini-inzulin nem képes több molekulából álló komplexeket képezni. A kutatók megjegyzik, hogy a vegyület a vércukorszint csökkentésére szolgáló új gyógyszerek alapját képezheti.
A humán inzulint és analógjait széles körben használják a diabetes mellitus kezelésében. Ezeknek az anyagoknak azonban van egy komoly hátrányuk - két vagy hat molekula komplexek kialakítására való hajlam. A bőr alá történő befecskendezést követően csak 15-30 perc múlva bomlanak le monomerekre, ami lelassítja az injekció hatását.
A vércukorszintet gyorsan csökkentő analógok után kutatva a szakértők egy szokatlan forráshoz fordultak - a kúpfélék (Conidae) családjába tartozó ragadozó tengeri csigákhoz. Ezek a puhatestűek a módosított radula fogakon keresztül befecskendezett méreggel halakat és gerincteleneket zsákmányolnak. A kúpméreg egy összetett kémiai koktél, amelynek összetétele fajonként változik. Például a cone geographusban (Conus geographus) gyorsan ható inzulinváltozatokat tartalmaz, amelyek az áldozat vércukorszintjének éles csökkenését és hipoglikémiás sokkot okoznak.
A Danny Hong-Chieh Chow, a Utah-i Egyetem kutatói gondosan tanulmányozták a kúpméregből származó inzulint. Néhány évvel ezelőtt a csapat tagjai bebizonyították, hogy ezen molekulák egyike, a Con-Ins-G1 képes kötődni a humán inzulinreceptorhoz. Az inzulin ezen változata rövidebb, mint az emberi inzulin, és nem képez dimereket és hexamereket, ami lehetővé teszi, hogy sokkal gyorsabban tudjon hatni. Sajnos ez a vegyület 20-30-szor gyengébb hatással van az emberi receptorokra, mint a hagyományos inzulin.
Egy új szakaszban a tudósok úgy döntöttek, hogy egy molekulában egyesítik a Con-Ins-G1 és a humán inzulin legjobb tulajdonságait. Ennek érdekében krisztallográfiával és krioelektronmikroszkóppal rekonstruálták az inzulinkúp szerkezetét és a receptorral való kölcsönhatását.
Kiderült, hogy a Con-Ins-G1 képtelensége dimerek és hexamerek képzésére a B-lánc C-terminálisán lévő maradék hiányával függ össze. A humán inzulinban a receptorral való kölcsönhatás szempontjából kritikus oktapeptidet tartalmaz. A kúpokban azonban hiányát a TyrB20 és TyrB15 aminosavak kompenzálják, amelyek közül az előbbi a fontosabb.
A kapott adatok felhasználásával a szerzők egy kis hibrid molekulát fejlesztettek ki, amelyet mini-inzulinnak neveztek el. A Con-Ins-G1-hez hasonlóan TyrB20 aminosavval és erősen lerövidített B-lánccal rendelkezik. Ezenkívül a mini-inzulin tartalmazza a HisA8, GluB10 és ArgA9 aminosavakat, amelyek fokozzák a receptorral való kölcsönhatást.
Kémcsöves és egérkísérletek kimutatták, hogy ez a molekula ugyanolyan hatékonyan kötődik az inzulinreceptorhoz, mint a humán inzulin. Ugyanakkor nem képez komplexeket, ami lehetővé teszi, hogy szinte azonnal hat. Ahogy a szerzők megjegyzik, a mini-inzulin a legrövidebb molekula a maga nemében, amely az inzulin funkcióit tölti be.
A szerény méret nemcsak gyorsítja a mini-inzulint, hanem elősegíti a szintézisét is. Emiatt a vércukorszint szabályozására szolgáló új generációs gyógyszer első számú jelöltje.
A közelmúltban a kutatók kifejlesztették az inzulin és egy kationos polimer komplexét, amely az aktuális vércukorszinttől függően képes a megfelelő mennyiségű hormon felszabadítására. Cukorbeteg egereken és sertéseken végzett kísérletek kimutatták, hogy ennek a szuszpenziónak egyetlen injekciója sokkal hosszabb ideig biztosítja a normál vércukorszintet, mint a hagyományos inzulin
Szergej Kolenov
https://nplus1.hu/
