Наука 02.06.2020

На основе яда морских улиток создали быстродействующий инсулин

Биологи создали безопасный для человека быстродействующий аналог инсулина, экспериментируя с похожими на него молекулами из яда морских улиток-конусов. Результаты их работы опубликовал научный журнал Nature Structural & Molecular Biology.

«Быстродействующий аналог инсулина, который мы открыли, может снизить риск развития гипергликемии и других тяжелых осложнений у диабетиков. Вдобавок, он улучшит работу инсулиновых помп, которые по мере его необходимости выделяют гормон в кровь. Мы хотели бы дать диабетикам возможность точнее и быстрее управлять уровнем сахара в крови», – рассказала Елена Савафи-Хемами, биолог из Университета штата Юта в Солт-Лейк-Сити (США) и один из авторов работы.

Ученые активно используют яды и токсины многих грибков, змей, рыб и микробов как компоненты разных лекарств, лабораторных реактивов и в других целях. В частности, несколько лет назад французские биологи использовали яд одной из самых опасных змей в мире – черной мамбы – для создания мамбалгина, очень эффективного обезболивающего, которое не вызывает зависимости.

Их российские и американские коллеги, в свою очередь, нашли другой мощный анальгетик в щупальцах морских полипов-актиний, а также обнаружили в яде морских улиток-конусов быстрый аналог инсулина. Четыре года назад Савафи-Хемами и ее коллеги обнаружили, что необычно короткие молекулы этой формы инсулина резко снижали уровень сахара в крови рыб, в результате чего жертвы улиток теряли сознание и впадали в кому.

Быстрый и безопасный инсулин

Медики уже давно пытаются создать аналог инсулина, который действовал бы на организм значительно быстрее человеческой версии этой молекулы. Поэтому на открытие подобного вещества в яде улиток-конусов ученые обратили большое внимание. Биологи из США, Дании и Австралии попытались создать нечто среднее между этим соединением и человеческой версией инсулина.

Первые попытки осуществить эту идею, как отмечает Савафи-Хемами, показали, что «очеловеченные» инсулиноподобные молекулы из яда улиток-конусов действовали на клетки людей примерно в 20–30 раз слабее обычного инсулина. Поэтому ученые начали действовать обратным путем, попытавшись встроить ключевые сегменты этой молекулы в человеческий гормон.

Для этого ученые сравнили структуру обеих молекул, после чего удалили из человеческой версии инсулина все «лишнее», то есть чего не было в его укороченной версии из яда улиток-конусов. После этого они вставили в этот «мини-инсулин» несколько уникальных цепочек аминокислот из молекул яда моллюсков и проверили действие этих версий гормона на крысах.

Опыты показали, что укороченный инсулин снижал уровень сахара в крови лабораторных крыс так же эффективно, как и эквивалентная доза обычной версии этого гормона. Причем он действовал на организм грызунов практически мгновенно. Ученые отмечают, что эта молекула не вызывала реакции со стороны иммунитета и других опасных побочных эффектов, чего опасались Савафи-Хемами и ее коллеги.

Ученые надеются, что на основе их открытия можно будет создавать очень дешевые и при этом эффективные версии инсулина. Возможно, это даже открывает дорогу возможным клиническим испытаниям новой мини-молекулы на добровольцах.

Ссылка на источник