Ultra Hızlı Etkili İnsülin Çalışmaları:

Deniz salyangozların sahip olduğu insülinler daha hızlı etkili insülinlerin geliştirilmesinde bir araç olarak kullanılabilir mi?

İnsülinin keşfedilmesinden nerdeyse bir asır sonra , Utah Üniversitesi Sağlık Bilimcileri dahil olmak üzere uluslarası bir araştırma ekibi yeni bir insülin geliştirdiklerini açıkladı.

Tip 1 diyabetlilerin aldığı insülinin çalışmaya başlamadan önce belli bir işlemden geçmesini beklemesi gerekir. Yani şöyle ki İnsülin enjekte edildiğinde ilk önce bir araya gelmiş hekzamer formdadır ( birbirine bağlı halde ) insülin molekülleri bu formdan ayrılır ( dimerlere ve monomerlere ayrılır ) ve daha sonra çalışmaya başlar. Ancak bu süreç insülinin hızını ve çalışmaya başlama süresini etkiler. Ekipte salyangozdaki insülinin sahip olduğu farklı moleküler yapıdan kaynaklı olarak daha etkili olduğunu ayrıca İnsülin moleküllerinin bir araya gelmediği için , nerdeyse hemen çalışmaya başlamaya hazır olduğunu belirtmektedir.

Deniz salyangozundaki insülin sadece tek bir molekülmüş , bu yüzden çok daha hızlı etki ediyormuş. Ancak kendi başına , insanlardaki kan şekerini azaltmada yeterli değilmiş. O yüzden araştırmacılar hem salyangozdan hem de insan insülininden elementler içeren bir hibrit insülin molekülü oluşturmuşlar.

Yeni insülinin sıçanlarda insan insülin enjeksiyonları kadar etkili olduğu ancak çok daha hızlı olduğu bulundu. Eğer insanlarda kullanımının güvenli ve etkili olduğu görülürse , diyabetlilerin hayatında ciddi anlamda kolaylıklar sağlayabilir ve yapay pankreas sistemlerinin yolunu açabilir.

Görsel 1: İnsülin enjekte edildiğinde hep hekzamer formdadır. Çalışmaya başlamadan önce dimer ve monomerlere ayrılmalıdır.

Şu anda kullanılan insülinlerin hızı tam otomatize yapay pankreas sistemlerinin önündeki büyük bir engeldir. Sistemlerin vücuda gönderdiği insülinler kan şekeri seviyelerini düşürecek kadar hızlı değildir.

işte detaylar;

Bilim adamları ultra hızlı etkili insülin geliştirme arayışı içerisinde. Araştırmacılar tip 1 diyabetli kişiler için ultra hızlı etkili insülin üretmek amacıyla salyangozlardaki insülinin moleküler özelliklerinden faydalanmaktadır.

Daha önce yayınladığımız ” canlı türünden yeni bir insülin ” yazıda da belirttiğimiz gibi , bazı deniz salyangozları avlarına insülin uygulayıp , onları hipoglisemik şoka sokuyor ve buda onları avlamalarına imkan sağlıyor. işte bu durum T1D alanında çalışan bilim adamlarının hemen ilgisini çekmeye başladı ve T1D tedavisinde ultra hızlı etkili insülinlerin geliştirilmesiyle ilgili araştırmalara kapı açtı.

Önceki araştırma’da , ekip, bu insülinin insan insüliniyle ortak birçok biyokimyasal özelliğe sahip olduğunu keşfetmişti. Ayrıca şu anda mevcut olan en hızlı insülinlerden daha hızlı çalıştığı da görünmekte.

Günümüzdeki mevcut İnsan ve hızlı etkili analog insülinleri oldukça yetersiz bir durumdadır. Kan şekerini düşürmeleri yavaştır ve uygulandıktan sonra saatlerce kan dolaşımında kalmaktadır. Daha hızlı veya Ultra hızlı insülinler tip 1 diyabetlilerin diyabetlerini daha iyi yönetmelerine yardımcı olurlar. Yüksek kan şekerini daha çabuk düzeltebilir , öğünlerde daha fazla esneklilik sağlayabilir ve vücudda insülinin uzun bir süre kalması nedeniyle oluşan hipoglisemiyi önleyebilirler. Bunların yanında insülin pompalarının veya gerektiğinde otomatik bir şekilde vücuda insülin ileten yapay pankreas cihazlarının performansını da arttırabilirler.

Ekip salyangozlardaki insülinlerde insan insülininin ( ya da insülin moleküllerinin – yukarıda 1. görsel ) pankreasta depolanabilmesi için bir araya gelmesine neden olan bir bileşenin olmadığını keşfetti.

Bunun üzerine koni salyangozların farklı bir biçimde bir silah olarak kullandığı insülini dönüştürmenin yollarını araştırmaya başladı. Ayrıca, insan insülinini bu canlıdaki insülin benzeri yapma fikirleri varmış. Bu nedenle , salyangozdaki insülinin özelliklerinden bazı işe yarar olanları alıp , insan insülinine eklemeye çalışmışlar.

Bunun yapılabilmesi mümkünmüş , çünkü salyangozdaki insülin insan insüliniyle aynı temel yapıya sahipmiş. Ancak salyangoz insülini insan insülininden çok az tesirliymiş. Hatta ekip , insanların kan şekeri seviyelerini düşürmeleri için 20 – 30 kat daha fazla salyangoz insüline ihtiyaç duyacaklarından şüphelenmiş.

İlk olarak salyangoz insülinin insülin reseptörüne bağlanmasına yardımcı olan 4 amino asidi izole etmek için yapısal biyoloji ve tıbbi kimya tekniklerini kullanmışlar. Daha sonra insan insülin molekülünün bir araya gelmesinden sorumlu bölge olmadan onun kısaltılmış bir versiyonunu oluşturmuşlar.

ve bu amino asitlerin değiştirilmiş versiyonlarını bitişik hale gelmeyen ve yüksek potansiyelle insan insülin reseptörüne bağlanan hibrit bir insülin üretme ümidiyle insan molekülüne eklemişler.

Biyokimya profesörü Danny Hung-Chief Chou , çalışmayla ilgili olarak şunları söyledi:

” Artık elimizde hem insanlarda çalışan hem de koni kabuklu salyangoz insülinin birçok olumlu özelliğine sahip gibi görünen insülinin hibrit versiyonunu oluşturacak bir güç var. Bu diyabet tedavisini daha güvenli ve daha etkili hale getirme arayışında önemli bir ilerlemedir. ”

Sıçanlar üzerinde yapılan çalışmalarda , bilim adamlarının küçük-insülin olarak isimlendirdiği hibrit insülin molekülü koni salyangozdaki insülinin yapmadığı şekilde insülin reseptörleriyle etkileşime girmiş. Bu etkileşimler bu insülini sıçanın vücudundaki insülin reseptörlerine tıpkı normal insan insülininde olduğu kadar güçlü bağlamış. Sonuç olarak , canlıdaki insülin insan insüliniyle benzer potansiyele sahip ancak etkisi daha hızlı.

Utah Üniversitesi 2016 yılında şu bilgileri vermişti.

Küçük ve Hızlı bir insülin

İnsan insülini pankreasta birbirine bağlı olan 6 insülin molekülünün bir kümesi olarak depolanır. İnsan insülin molekülleri çalışmak için ayrı moleküllere ayrılmalıdır. Bu işlem zaman alabilir.

Koni salyangozu doğada bulunan en küçük insüline sahiptir ve normal insan insülinlerine göre yapı olarak fark ettiği için çalışmaya hazırdır.

Her insülin molekülü A ve B zincirinden oluşur. Konik salyangozların sahip oldukları insülinde B zincirinin bir segmenti eksiktir. Analizler , salyangozdaki insülinin yapısında insan insülinin reseptörüne bağlanması için ihtiyaç duyduğu B zincirinin olmamasına rağmen , yine de, insan insülin reseptörüne bağlanabildiğini ve onu aktive edebildiğini doğrulamış. Bu eksikliğe rağmen , insülin T1D’li bir zebra balığı modelinde kan glukozunu azaltabilmektedir.

Tip 1 diyabetlilerin daha iyi sonuçlar elde etmesi için , insülinin daha hızlı çalışması gerekir. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar JDRF/ Juvenil Diyabet Araştırma Vakfını heyecanlandırmıştır. Vakıf bu çalışmayı desteklemeye devam edecek.

Kaynak:

https://unews.utah.edu/snails-speedy-insulin/.

https://phys.org/news/2020-06-sea-snail-human-insulin-hybrid.html https://jdrf.org.uk/news/research-progress-sea-snail-venom-could-lead-to-better-faster-insulin-for-type-1-diabetes/