Koni Salyangoz Canlılarının Salgıladıkları Madde bilim insanlarının yeni bir hızlı etkili insülin geliştirmesine ilham oldu.
Koni salyangoz canlıları sığ sularda yaşamakla beraber burada solucanlar , diğer salyangozlar veya ufak balıklar gibi küçük deniz canlılarını etkisiz kılan bir maddeyle avlar. Çoğunlukla nörotoksinlerden oluşan bu madde ayrıca bir miktar insülin benzeri molekülleri de içinde barındırır. Canlı üzerine büyük miktarda insülin salgılamaları canlının kan şekerinin düşmesine neden olur , ki bu durum da avının elinden kaçmasını zorlaştırır.
işte detaylar;
Milyonlarca diyabetli için insülin gerekli bir tedavidir. Ancak okyanusta yaşayan kimi yırtıcı canlılar için ise bir silahtır. Balık avlayan koni salyangoz canlılar aniden salgıladıkları zehirle avlarının kan şekerini o kadar hızlı düşürürler ki canlı etkisiz kalıp savunmasız hale gelir. İşte bu dikkat çekici olay Utah Üniversitesinde görev yapan bilim insanlarının ilham kaynağı olmuştur.
Araştırmacılar , Nature Chemical Biology dergisinde tasarımı deniz salyangozunun (Conus kinoshitai ) ürettiği maddeye dayalı yeni bir insülin hakkında rapor verdi. ve salyangozun ürettiği insülinin daha hızlı bir şekilde çalışmaya başlamasını sağlayan biyokimyasal özellikleri de içine katarak modifiye edilmiş bir insan insülin şeklini oluşturdu. Ekip ayrıca bu yayınladığı makalede Biyomühendislik insülin moleküllerinin birçok önemli özelliğine de değinmiş. Belirtilene göre Biyomühendislik moleküller birbirlerine bağlanmıyor , ki bu da onları enjekte edildiğinde muhtemelen çok daha hızlı etkili bir insülin yapıyor. Bu moleküller ayrıca şekerin hücreye girmesi için insan insülin reseptörüyle etkileşime girebiliyor.
Normalde insan insülini pankreasta üretilir ve depolanır. Yeterli depoya imkan sağlamak için tek insülin molekülleri bir araya gelip birleşir önce dimerlere ve daha sonra da 6’lı gruplar haline gelir. Ancak diyabetli bireylerde molekülün bir araya gelme eğilimi bir engeldir. Çünkü İnsülin , içeriğindeki bu grup halindeki moleküller çözülene kadar kan dolaşımına giremez. Yani bu durum aslında diyabetli kişilerin kan glukoz seviyelerini uygun aralıkta tutmalarını zorlaştırıp komplikasyon riskini arttırabilecek bir gecikmeye neden olur. Ancak araştırmacıların incelediği koni salyangozların ürettiği insülin moleküllerinde böyle bir durum söz konusu değil. Moleküller emilemeyecek büyüklükte gruplar haline gelmiyor. Ki bu sayede bu canlılar daha çabuk bir şekilde avlarını etkisiz hale getirebiliyor. ( coğrafya konisi denilen koni salyangoz türünde canlılar).
2020 yılına geldiğimizde Utah Üniversitesinde görev yapan Prof. Chou ve ekibi bu koni salyangozun birkaç önemli özelliğini insan insülinine ilave ederek benzer değişikliği oldukça küçük bir insülin molekülüne uygulamış. Daha sonra ekip incelediği koni salyangoz türünün ( türü : coğrafya konisi ) insülin üreten tek koni salyangoz olmadığını bulmuş.
Ekip ayrıca Utah Üniversitesine ait koni salyangoz canlılarının ürettiği madde koleksiyonunu keşfederek insülin benzeri molekülleri içeren birçok madde bulmuş. Şaşırtıcı bir şekilde bunlardan birinin hızlı olduğunu ancak yapı olarak bir önceki türlerden farklı olduğunu tespit etmiş. ve yine üretilen insülin molekülleri emilemeyecek büyüklükte gruplar oluşturmuyormuş. Ekip farklı bir koni salyangoz canlısının ürettiği insülinin biyokimyasal özelliklerinden faydalanarak yeni bir hibrit insülin geliştirmiş. Oluşturulan bu yeni molekül de tıpkı bir önceki türden (coğrafya konisi ) esinlenilen insülinde olduğu gibi insan insülin reseptörüne bağlanabilmekte ve büyük moleküllerin oluşumu görülmemekteymiş. Yetkililer her biri iki koni salyangoz türünden birinin ürettiği insüline dayalı iki hibrit insülin molekünün de potansiyel tedaviler olarak benzer umut vaad ettiğini belirtiyor.
Yeni hibrit insülinin nasıl çalıştığını ortaya koymak için detaylı görüntüler alınmış. insülinin yapısını ve reseptörüyle nasıl etkileşime girdiğini görselleştirmek üzere Cryo-Elektron Mikroskopi Yöntemi kullanılmış. Normalde insan insülin reseptörü insülinin aynı bölgesiyle aktif oluyor , ancak yeni insülinler oluşturmak için bu parça insülinde büyük molekül oluşumunu engellemek üzere çıkarılmış ve bu parça olmadan yeni insülinin reseptörü nasıl aktive edebildiği açıklığa kavuşturulmuş. İnsülinin çalışması hakkında daha fazla bilgi almak için tıklayın.
Ek Bilgi:
Pankreasta insülin hormon depolanmak için içeriğindeki moleküller emilemeyecek kadar büyük gruplar halinde kalır. Sağlıklı bir kişi yemek yediği zaman kan şekeri yükselir ve pankreas büyük gruplar halindeki molekülleri kan dolaşımına salar. Daha sonra her bir grup hızla şekeri hücrelerin içine almak için kandan geçen tek insülin moleküllerine ayrılır.
Ancak Diyabetli kişiler cilt altına insülin enjekte ettiklerinde , bu grup halindeki insülin molekülleri bir süre birbirinden ayrılmaz , ki durum da hormonun etkisini yavaşlatır.
Yapay Pankreas Sistemleri
Hibrit insülinlerin şu anda diyabetli hayvan modellerinde ve insanlarda klinik çalışmalarda test edilmesi gerekmekte. ve yetkililerin görüşü eğer bu testler iyi giderse , hızlı etkili hibrit insülinlerin diyabetlilerin hayatını nasıl kolaylaştırabileceği konusunda büyük umutlarımızın olabileceği yönünde.
Hastaların bir insülin pompasına dijital olarak bağlı ufak cilt altı glukoz sensörü kullanması zaten mümkün. Bu kapalı devre tedavi sistemleri diyabet bakımının pek çok yönünü otomatik olarak gerçekleştiriyor ancak cilt altına enjekte edilen insülinin yavaş etkisinden kaynaklı olarak gecikmeye uğramakla birlikte hastaların öğünlerden önce yine karbonhidrat sayımı yapması ve insülin dozlarını planlaması gerekiyor.
Kaynak: https://scopeblog.stanford.edu/2022/03/18/cone-snail-venom-and-insulin/ https://healthcare.utah.edu/publicaffairs/news/2022/03/fast-acting-insulin.php
