نوآوران آنلاین- محققان دانشگاه استنفورد در تلاش برای شناسایی یک فرمول جدید برای تولید فوق سریع انسولین در بدن انسان هستند.
محققان بر روی انسولین به اصطلاح "مونومر" تمرکز کردند که یک ساختار مولکولی دارد و طبق تئوری باید به آن اجازه دهد سریع تر از سایر اشکال انسولین عمل کند.
نتیجه حاصل شده این بود که انسولین "مونومر" برای استفاده عملی بیش از حد ناپایدار است. بنابراین، برای تحقق پتانسیل فوق سریع این انسولین، محققان به جادوی علم مواد اعتماد کردند.
"اریک اپل" استادیار دانش و مهندسی مواد در استنفورد گفت: خود مولکول های انسولین خوب هستند، بنابراین ما می خواستیم یک" گرد و غبار جادویی" ایجاد کنیم که شما ویال را به آن اضافه کنید تا به رفع مشکل ثبات کمک کند. مردم غالباً بر روی داروهای درمانی در یک فرمولاسیون دارویی تمرکز می کنند، اما با تمرکز فقط بر مواد افزودنی عملکرد بخش هایی که قبلاً به عنوان" اجزای غیرفعال " خوانده می شدند، می توانیم پیشرفت های بزرگی را در عملکرد کلی دارو به دست آوریم.
محققان پس از غربالگری و آزمایش پلیمرهای افزودنی روشی را یافتند که می تواند انسولین "مونومر" را برای بیش از 24 ساعت در شرایط استرس تثبیت کند. این انسولین در مقایسه با انسولین تجاری، بسیار سریع عمل می کند و به مدت 6 تا 10 ساعت تحت هر شرایطی پایدار می ماند.
محققان سپس عمل فوق سریع فرمول بندی آن ها را در خوک های دیابتی تایید کردند.
اکنون محققان به امید واجد شرایط بودن برای آزمایش های بالینی در انسان، آزمایش های بعدی را انجام می دهند.
فرمول های تجاری فعلی انسولین حاوی ترکیبی از سه شکل است: مونومر، دیمر و هگزامر.
دانشمندان تصور می كنند كه مونومرها به آسانی در بدن مفید هستند، اما در داخل ویال ها، مولكول های انسولین به محض جمع شدن و غیرفعال شدن به سطح مایع كشیده می شوند. هگزامرها در ویال پایدارتر هستند، اما برای کار در بدن بیشتر طول می کشند زیرا ابتدا باید فعال شوند.
"جوزف مان" دانشجوی فارغ التحصیل آزمایشگاه (Appel) در این خصوص گفت: ما روی پلیمرهایی متمرکز شدیم که ترجیحاً به عنوان مانعی بین هر یک از مولکول های انسولین عمل می کنند. از لحاظ حیاتی، پلیمر می تواند این کار را بدون تعامل با خود مولکول های انسولین انجام دهد و به دارو اجازه می دهد بدون مانع عمل کند.
پیدا کردن فقط پلیمر مناسب با خصوصیات موردنظر، یک پروسه طولانی بود که شامل یک سفر سه هفته ای به استرالیا بود؛ جایی که یک ربات سریع حرکت می کرد که تقریباً 1500 نامزد اولیه را بررسی می کرد.
این کار با پردازش و آزمایش به صورت جداگانه در استنفورد انجام شد تا پلیمرهایی که مانع تولید سریع انسولین هستند با موفقیت شناسایی شوند.
انسولین فوق العاده جذب کننده مبتنی بر مولکول های ساده همان مونومر است که به مراتب سریع تر از دیمرهای پیچیده تر و هگزامرهای مورد استفاده در آنالوگ های انسولین با سرعت عمل بالا جذب می شوند.
در انسولین تجاری - که به طور معمول در تست های پیری سریع در حدود 10 ساعت پایدار است - پلیمر به طور چشمگیر مدت پایداری را برای یک ماه افزایش می دهد.
مرحله بعدی تحقیقات محققان بر این اساس بود که ببینند چگونه پلیمر انسولین، مونومر را تحت تأثیر قرار می دهد.
این یک پیروزی دیگر بود که محققان تأیید کردند فرمول بندی آن ها می تواند بیش از 24 ساعت تحت استرس پایدار بماند.
"کیتلین مایاکاوا" دانشجوی کارشناسی ارشد آزمایشگاه Appel گفت: از نظر ثبات، ما با ساختن انسولین یک قدم بزرگ برداشته ایم. سپس با اضافه کردن پلیمر، بیش از 2 برابر از ثبات استاندارد تجاری فعلی را رعایت کردیم.
محققان با کمک هزینه ای از مرکز تحقیقات دیابت استنفورد و پژوهشکده تحقیقات بهداشت مادر و استنفورد دریافت کردند، توانستند فرمول جدید انسولین مونومر خود را در خوک های دیابتی (پیشرفته ترین مدل حیوانات غیر انسانی) ارزیابی کنند و دریافتند که فعالیت انسولین مونومر در حدود 10 دقیقه به اوج خود رسید؛ در حالی که انسولین تجاری 25 دقیقه زمان نیاز داشت.
این تفاوت در انسان می تواند به معنای کاهش 4 برابری در زمان انسولین برای رسیدن به اوج فعالیت باشد.
اپل که نویسنده ارشد این مقاله است، گفت: این واقعاً بی سابقه است. هدف بسیاری از شرکت های بزرگ داروسازی دنیا برای چندین دهه ساخت فرمولی سریع برای تولید انسولین در بدن بوده است.
پنج شنبه ۲ جولای ۲۰۲۰
(برابر با ۱۲ تیر ۱۳۹۹)