Η "έξυπνη" ινσουλίνη

Στον πλανήτη μας κάτι λιγότερο από μισό δισεκατομμύριο άνθρωποι ζουν με διαβήτη και ένα μεγάλο ποσοστό αυτών χρειάζεται ενέσεις ινσουλίνης. Η ινσουλίνη είναι απαραίτητη για τον έλεγχο των επιπέδων σακχάρου στο αίμα, βοηθώντας στην αποτροπή μακροχρόνιων συνεπειών (π.χ. καρδιαγγειακών, εγκεφαλικών, τύφλωσης). Ωστόσο, είναι μια απαιτητική διαδικασία καθώς μεγάλη δόση ινσουλίνης μπορεί να ρίξει τα επίπεδα σακχάρου αρκετά, οδηγώντας σε υπογλυκαιμία η οποία μπορεί επίσης να έχει σοβαρές επιπλοκές. 

 

Σε έρευνα που δημοσιεύτηκε στο κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό “Nature” στις 16/10, παρουσιάζεται ένα κατάλληλα τροποποιημένο μόριο ινσουλίνης με όνομα NNC2215, το οποίο είναι ευαίσθητο στα επίπεδα γλυκόζης (το πρώτο στο είδος του με αυτήν την «ευαισθησία» - μια παλιότερη εκδοχή του είχε «ευαισθησία» στην φρουκτόζη) στο αίμα και αποτελείται από έναν μοριακό «διακόπτη» με δύο μέρη: μια δακτυλιοειδή μοριακή δομή (μακρόκυκλος) και την γλυκοσίδη (μόριο που προέρχεται από τη γλυκόζη). Όταν οι συγκεντρώσεις της γλυκόζης στο αίμα είναι χαμηλές, η γλυκοσίδη συνδέεται με τον δακτύλιο, διατηρώντας την ινσουλίνη σε κλειστή, ανενεργή κατάσταση, ενώ όταν τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα αυξάνονται, το σάκχαρο εκτοπίζει τη γλυκοσίδη και αλλάζει το σχήμα της ινσουλίνης έτσι ώστε να ενεργοποιείται.

 

Τόσο η συγκεκριμένη ομάδα όσο και άλλες ερευνητικές ομάδες, συνεχίζουν ώστε να παραχθούν ανάλογα χάπια τροποποιημένης «έξυπνης» ινσουλίνης με ποικιλία ορίων ενεργοποίησης όσο αφορά τα επίπεδα γλυκόζης, ώστε οι γιατροί να μπορούν να εξειδικεύουν την αγωγή για τον κάθε ασθενή με τις δικές του ιδιαιτερότητες.

 

Δημοσιευμένη Έρευνα: https://www.nature.com/articles/s41586-024-08042-3

 

Φωτογραφία: Κρύσταλλοι ινσουλίνης

 

Περισσότερα για τις εξελίξεις στην Επιστήμη και την Τεχνολογία τόσο στο άμεσο αλλά και στο βαθύ μέλλον, θα βρείτε στον συναρπαστικό τόμο ΙΙΙ του έργου «Τα φυσικά φαινόμενα» (εκδόσεις «Οσελότος»), τον οποίο μπορείτε να αποκτήσετε από τη σελίδα μας με έκπτωση και μηδενικά έξοδα αποστολής με ένα μήνυμα! Ρωτήστε μας!

 

 

Ποιοτικός ύπνος και ινσουλίνη

Ήδη ήταν γνωστό, από παλαιότερες έρευνες, ότι η έλλειψη ποιοτικού ύπνου μπορεί να αυξήσει την πιθανότητα ενός ατόμου να εκδηλώσει διαβήτη. Ωστόσο δεν ήταν γνωστός ο μηχανισμός για αυτό. Σε έρευνα που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό “Cell” στις 7/7, αναφέρεται πως ένας πιθανός μηχανισμός ξεκινά από τα εγκεφαλικά κύματα βαθέος ύπνου, τα οποία ρυθμίζουν την ευαισθησία του σώματος στην ινσουλίνη, κάτι που βελτιώνει τον έλεγχο του σακχάρου στο αίμα την επόμενη μέρα.

 

Όπως αναφέρουν οι ερευνητές, κατά τη διάρκεια του βαθέος ύπνου (φάση NREM, Non-REM), ξεκινά ένα «ντόμινο» στο σώμα μας, από τα συγχρονισμένα εγκεφαλικά κύματα που λαμβάνουν χώρα τότε. Αυτός ο συγχρονισμός επιδρά στην καρδιά και τους καρδιακούς παλμούς, οδηγώντας σε μία λιγότερο στρεσογόνα κατάσταση. Αυτή με τη σειρά της, οδηγεί το σώμα σε μια κατάσταση μεγαλύτερης ευαισθησίας στην ινσουλίνη, «δίνοντας εντολή» στα κύτταρα να απορροφούν γλυκόζη από το αίμα.

 

Η έρευνα έγινε πάνω σε 600 ανθρώπους και οι συσχετίσεις που παρατηρήθηκαν ανάμεσα στα εγκεφαλικά κύματα και τη ρύθμιση του σακχάρου στο αίμα επαναβεβαιώθηκαν σε ύστερη μελέτη πάνω σε 1900 ανθρώπους. Τα συμπεράσματα αυτής της έρευνας, υποδεικνύουν ότι η μελλοντική ασφαλής τροποποίηση των εγκεφαλικών κυμάτων κατά τη διάρκεια του βαθέος ύπνου, θα μπορούσε να βοηθήσει με απλό και μη-επεμβατικό τρόπο στη ρύθμιση του σακχάρου στο αίμα.

 

Δημοσιευμένη Έρευνα: https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2023.101100

 

Σχήμα: Μ. Walker (βλέπε Έρευνα).

 

 

Πιο κοντά στην αποκατάσταση του φυσικού τρόπου παραγωγής ινσουλίνης

Στον διαβήτη τύπου 1, το σώμα δεν παράγει αρκετή ινσουλίνη, κάτι που σημαίνει πως ο ασθενής θα πρέπει να παίρνει αυτήν την ορμόνη εξωτερικά για να ρυθμίζει τα επίπεδα του σακχάρου στο αίμα. Σήμερα, αυτό μπορεί να γίνεται με μικροσκοπικές και πρακτικές αντλίες ινσουλίνης οι οποίες βρίσκονται διαρκώς πάνω στο σώμα του ασθενούς. Όμως, τόσο αυτές όσο και άλλα ιατρικά εξαρτήματα που χρησιμοποιούμε είτε πάνω είτε μέσα στο σώμα μας (π.χ. βηματοδότης), χρειάζονται μια αξιόπιστη πηγή ενέργειας. Σήμερα αυτή η πηγή ενέργειας είναι οι μπαταρίες.

 

Ωστόσο μια ερευνητική ομάδα από το ETH της Ζυρίχης, σε έρευνα που δημοσιεύτηκε τον Μάρτιο στο επιστημονικό περιοδικό “Advanced Materials”, παρουσιάζει μία μικροσκοπική εμφυτεύσιμη ενεργειακή κάψουλα η οποία μπορεί να παράγει την απαραίτητη ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας την περίσσεια γλυκόζης στο αίμα. Μάλιστα, την συνδύασαν με τεχνητά Β κύτταρα τα οποία είχε αναπτύξει η ίδια ομάδα το 2016, ώστε να παράγουν ινσουλίνη, σχεδόν αποκαθιστώντας τον φυσικό τρόπο με τον οποίο αυτή παράγεται από αυτά τα κύτταρα στο πάγκρεας. Η συσκευή παρακολουθεί τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα και μόλις αυτά επανέλθουν σε μια προκαθορισμένη τιμή, τότε η κάψουλα σταματά την παραγωγή ενέργειας και τα Β κύτταρα παύουν να παράγουν ινσουλίνη.

 

Η παραγόμενη ενέργεια από τη συγκεκριμένη κάψουλα, μπορεί να τροφοδοτήσει κάθε εμφυτευμένη συσκευή στο σώμα μας αλλά μπορεί να παρέχει την απαιτούμενη ενέργεια για επικοινωνία της εμφυτευμένης συσκευής με κάποιο smartphone ώστε να μπορεί να ελεγχθεί από τον ασθενή ή τον γιατρό αν χρειαστεί κάποια παρέμβαση. Στη φωτογραφία βλέπουμε το πρωτότυπο της ενεργειακής κάψουλας (Fussenegger Lab / ETH Zurich).

 

Δημοσιευμένη Έρευνα: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202300890

 

Δημοσιευμένη Έρευνα για τεχνητά Β-κύτταρα, 2016: https://www.science.org/doi/10.1126/science.aaf4006