6 până la 40 nm. Credit: S. Kinna

peptidele

O colaborare între Centrul de Nanostiințe al Departamentului și MedImmune face pași mari către un tratament mai sigur și mai eficient al diabetului de tip 2 și al obezității.

Inginerii chimici din Cambridge au studiat oxyntomodulin, o peptidă umană, care are potențialul de a fi o formă sigură și eficientă de tratament atât pentru diabetul de tip 2, cât și pentru obezitate. Unul dintre avantajele noului medicament este că, spre deosebire de alte tratamente pentru diabetul de tip 2, acesta nu va determina pacientul să se îngrașe - de fapt, dimpotrivă.

„Există dovezi că oxintomodulina reduce pofta de mâncare și provoacă o ușoară creștere a temperaturii corpului și creșterea ritmului cardiac, ceea ce va ajuta la scăderea în greutate”, spune Sonja Kinna, doctor în anul final. student, supravegheat de profesorul Sir Mark Welland, care investighează auto-asamblarea peptidelor ca formulare de droguri pe termen lung. In plus fata de tratarea diabetului zaharat, il vedem ca o arma potentiala pentru a combate obezitatea.

Sonja și echipa au examinat proprietățile structurale ale peptidei, care pot fi stocate într-o structură fibrilară (sau liniară). Această structură este inertă, dar se dezasamblează într-o stare solubilă la injectarea sub piele, declanșând eliberarea de insulină în organism.

Tratamentul tradițional al diabetului de tip 2 implică injectarea insulinei direct în pacient. Dacă se aplică prea multă insulină, pacientul poate dezvolta hipoglicemie, dar oxintomodulina elimină acest risc, determinând corpul pacientului să-și producă propria insulină și echilibrând producția de insulină.

"Știm că peptidele sunt o formă foarte sigură și eficientă de tratament", spune Sonja, "dar problema este că organismul reacționează la ele așa cum ar face la proteine, tratându-le ca alimente și, prin urmare, descompunându-le. De aceea, capacitatea de a utilizarea fibrilată a oxyntomodulinei este atât de importantă. O putem folosi ca depozit din care peptida activă se difuzează în sânge pe o perioadă îndelungată. "

Eliberarea lentă din structurile auto-asamblate creează o acțiune susținută care ocolește timpul de înjumătățire scurt al peptidelor. Aceasta înseamnă că efectul medicamentului poate dura la om câteva zile sau chiar săptămâni. Deși medicamentul este potențial eficient în forma sa liberă, ar trebui să fie administrat frecvent, poate la fel de des ca la fiecare patru ore.

Lucrarea echipei, „Controlarea bioactivității unui hormon peptidic in vivo prin auto-asamblare reversibilă”, a câștigat Premiul Medimmune 2017 pentru excelență globală pentru cea mai bună publicație a anului. Premiul recunoaște contribuțiile excepționale pentru promovarea științei inovatoare și pentru a oferi o valoare extraordinară organizației MedImmune.

„Cel mai bun lucru la acest proiect a fost colaborarea cu MedImmune”, spune Sonja. "Este extraordinar pentru că noi [la Cambridge] studiem structura peptidelor la o nanoscală, în timp ce biologii de la MedImmune analizează factorii de risc implicați din punct de vedere al industriei. Împreună funcționează foarte bine."

Parteneriatul se dovedește benefic atât pentru Universitate, cât și pentru MedImmune și poate schimba viața pentru milioane.

„Această lucrare demonstrează modul în care cercetarea universitară cu un partener comercial poate inova medicina”, spune profesorul Sir Mark Welland. Anii noștri de cercetare cu privire la modul în care proteinele și peptidele pot forma nanostructuri, ne-a permis să luăm un medicament potențial și să-i reproiectăm livrarea, astfel încât să-l facem mult mai eficient.

Echipa Cambridge folosește microscopia cu forță atomică pentru a urmări semnalele și a crea imagini ale fibrilelor, care nu pot fi văzute deloc, chiar și folosind cel mai puternic dintre microscopii optici. Ei investighează, de asemenea, cinetica și termodinamica fibrilației și a eliberării peptidelor pentru a înțelege mai bine cum funcționează în diferite condiții.

Există, desigur, mult de lucru înainte ca orice medicament să poată apărea pe piață și trebuie efectuat în condiții foarte precise. Cu toate acestea, este o muncă vitală. Nu numai că acest studiu păstrează speranța unui tratament mai bun pentru cei care suferă de diabet, dar are și implicații pentru înțelegerea unor boli precum boala Parkinson, care sunt cauzate atunci când proteinele se fibrilează ireversibil.

„Este foarte interesant”, spune Sonja. "Există atât de mult potențial în această lucrare, nu numai pentru proiectarea și livrarea medicamentelor, ci și pentru înțelegerea dezvoltării bolilor care sunt în prezent incurabile."

Mai multe informatii: Myriam M. Ouberai și colab. Controlul bioactivității unui hormon peptidic in vivo prin auto-asamblare reversibilă, Comunicări despre natură (2017). DOI: 10.1038/s41467-017-01114-1