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Insuline intelligente
Maintenir un contrôle strict de la glycémie est un défi quotidien pour les personnes atteintes de diabète : cela nécessite une surveillance constante et de multiples injections d'insuline chaque jour. Maintenant la société de biotechnologie Cellules intelligentes , basée à Beverly, MA, développe un médicament qui peut faire le gros du travail dans le contrôle du diabète. Le médicament injectable, appelé SmartInsulin, détecte les niveaux élevés de glucose et distribue automatiquement de l'insuline à la demande. Au fur et à mesure que les niveaux de glucose baissent, le médicament se stabilise, piégeant l'insuline jusqu'au prochain pic de glucose. Un tel médicament peut réduire le nombre d'injections d'insuline nécessaires à une fois par jour.
Prises de vue intelligentes : Un nouveau médicament qui détecte les niveaux de glucose et délivre de l'insuline à la demande peut réduire le nombre d'injections quotidiennes pour les patients diabétiques. SmartInsulin fonctionne via une liaison compétitive, dans laquelle l'insuline (lignes oranges), attachée à un groupe sucre (hexagones oranges), se lie à une molécule de liaison au sucre (cercle bleu) en solution. Lorsque le glucose (hexagones bleus) dans le corps est élevé, il entre en compétition avec l'insuline pour se lier aux molécules de liaison au sucre, déplaçant l'insuline et la libérant dans la circulation sanguine au besoin.
Todd Sion , fondateur et PDG de SmartCells, affirme qu'un tel médicament autorégulateur peut également réduire le risque d'hypoglycémie, un danger potentiel associé aux thérapies antidiabétiques actuelles. Vous constaterez avec toute personne prenant de l'insuline [que] le risque le plus dangereux est un surdosage accidentel, ou ne pas être en mesure de prédire comment la glycémie va fluctuer après un repas, dit Zion. D'un point de vue thérapeutique, ce [médicament] éliminerait le risque d'hypoglycémie dangereuse.
Normalement, les cellules bêta du pancréas libèrent l'hormone insuline dans la circulation sanguine en réponse à des niveaux élevés de glucose. L'hormone freine les niveaux de glucose en aidant les cellules du corps à l'absorber comme carburant. Dans le diabète, la production d'insuline est altérée, entraînant des taux anormalement élevés de glucose circulant. Cela entraîne de graves conséquences, notamment une vision floue, des modifications du métabolisme et une perte de poids soudaine.
Les patients diabétiques prennent actuellement de l'insuline via des stylos et des seringues traditionnelles, qui délivrent une dose unique du médicament, ou via des pompes à insuline, qui fournissent de faibles doses en continu tout au long de la journée et peuvent délivrer de l'insuline pendant les périodes où cela n'est pas nécessaire. L'alternative de SmartCells consiste à modifier chimiquement l'insuline de manière à ce que l'hormone active ne soit libérée qu'en présence d'une certaine concentration de glucose. En dessous de ce niveau, l'insuline reste liée et insoluble jusqu'au prochain pic de glycémie.
Zion a développé la technologie tout en travaillant en tant que doctorant au laboratoire de matériaux nanostructurés du MIT, dirigé par le professeur Jackie Ying. Dans ses expériences, Zion a modifié l'insuline en la fixant chimiquement à un polymère biodégradable contenant des groupes de sucre collants. Il l'a ensuite mélangé en solution avec une molécule de liaison au sucre qui, en l'absence de tout autre sucre, se lie immédiatement aux groupes de sucre attachés à l'insuline. Au fur et à mesure que de plus en plus de molécules de liaison s'accrochent à une insuline plus modifiée, un réseau se forme qui maintient l'insuline en place. Lorsque du glucose est ajouté au système, il élimine le groupe de sucre collant lié à l'insuline, s'accrochant à la molécule de liaison du sucre. Plus il y a de glucose, plus l'insuline est éliminée du réseau, se dissolvant. Vous pouvez voir ces particules rétrécir et l'insuline en sortir, selon la rapidité avec laquelle elles sont attaquées par le sucre du corps, explique Zion.
La société a testé le médicament sur des centaines de rongeurs et est récemment passée à des études sur des porcs qui ne produisent pas suffisamment d'insuline, des modèles qui pourraient ressembler davantage à l'environnement diabétique chez l'homme. Dans les expériences, les chercheurs ont injecté le médicament à des animaux diabétiques et ont suivi des injections de sucre pour simuler un repas. Ils ont suivi les concentrations de sucre dans le sang avec des glucomètres en continu et ont également noté la quantité d'insuline libérée en réponse à une augmentation du glucose. Jusqu'à présent, l'équipe de Zion a observé que le médicament est capable de détecter et de s'adapter aux fluctuations des taux de glucose et de délivrer de l'insuline au besoin, en maintenant les concentrations stables tout en évitant les surdoses d'insuline pouvant entraîner une hypoglycémie. Le groupe prévoit de comparer la technologie avec les dispositifs d'administration d'insuline existants à l'avenir.
L'idée d'avoir de l'insuline qui répond au glucose, et d'avoir une injection une fois par jour, ou tous les trois ou quatre jours, serait une formidable avancée pour les diabétiques, dit Michael Sefton , professeur de génie chimique et de chimie appliquée à l'Université de Toronto. Cela pourrait leur permettre de mieux contrôler la glycémie et d'adapter l'administration d'insuline à leurs besoins en insuline. Bien que les données initiales semblent prometteuses, dit Sefton, il n'est pas encore clair si le médicament agit assez rapidement pour être efficace chez l'homme.
Zion vise à commencer les essais cliniques dans les deux prochaines années. La semaine dernière, SmartCells a reçu 1 million de dollars pour financer des études d'innocuité et d'efficacité dans des essais précliniques sur animaux dans le cadre d'un partenariat avec le Fondation pour la recherche sur le diabète juvénile .
Avant de commencer les essais cliniques, les chercheurs devront s'assurer que le médicament est, par essence, infaillible, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de signaux moléculaires autres que le glucose qui pourraient libérer inutilement de l'insuline dans la circulation sanguine, dit Frédéric Schoen , professeur de pathologie et de sciences et technologies de la santé à la Harvard Medical School. Il faut éviter les bouffées d'insuline, qui peuvent être dangereuses, dit Schoen. C'est un concept passionnant qui doit être poursuivi, mais de nombreuses questions doivent trouver une réponse en cours de route.