Новое открытие могло бы привести к существенным улучшениям для людей с диабетом



После десятилетий рассуждений о том, как именно инсулин взаимодействует с клетками, объединённая группа ученых, наконец, нашла окончательный ответ: в статье, опубликованной сегодня в журнале Nature, группа учёных объяснила, как инсулин связывается с клетками, позволяя им превращать сахар в энергию, а также, как инсулин меняет собственную форму в результате этой связи.
«Эти открытия имеют важное значение для пациентов, страдающих диабетом»,- говорит профессор биохимии и заведующий кафедрой Западного резервного института Кейза, Майкл А. Вейсс, доктор медицинских наук, кандидат наук, магистр делового администрирования, один из лидеров данной команды. «Данная новая информация во много раз увеличивает наши шансы разработать лучшее лечение – в частности, препараты для орального применения вместо шприцов, ручек или помп».
Вейсс, также профессор Кован-Блюм Исследования рака на медицинском факультете, всемирно известен своими работами по инсулину. В 1991 году он использовал технику магнитного резонанса, чтобы описать структуру инсулина, в последнее время он разрабатывал предварительную версию гормона, который не нужно будет хранить в холодном месте, что является важным достижением для людей, страдающих диабетом, в развивающихся странах.
Результаты, однако, являются многообещающими для Вейсса и целого поколения учёных, занимающихся проблемой людей, страдающих диабетом. Они пытались разгадать загадку, как гормон связывается с клетками, с 1969 года, когда покойная Дороти Ходжкин и её коллеги из Оксфордского университета впервые описали структуру инсулина.
«С тех пор в нашем понимании образовался блок», - говорит Вейсс. «Мы надеемся, что мы его сломали».
О масштабах данной задачи свидетельствует, в частности, разнообразие команды, которое понадобилось для её решения. При проведении исследования Вейсс сотрудничал с доцентом Майком Лоуренсом из Института медицинских исследований Вольтера и Луизы Холл в Мельбурне, Австралия. Они, в свою очередь привлекли учёных из Университета Чикаго, Университета Йорка в Объединённом королевстве и Института органической химии и биохимии в Праге, в Чешской республике.
Учёные установили, что клетки поглощают сахар из еды в качестве энергии для организма, однако глюкоза не может проникать через мембраны клеток без помощи инсулина, гормона, секретируемого эндокринными клетками поджелудочной железы. Для поглощения сахара большинство клеток имеют рецепторы инсулина, которые связываются с гормоном, когда он проходит по кровеносному руслу.
Исследователи протестировали структурные модели, используя молекулярно-генетические методы, установив специальные датчики, активируемые ультрафиолетовым светом, поступающим в приёмник. Данная процедура создаёт очень подробные, трёхмерные изображения, что предоставило необходимые ответы Вейссу, Лоуренсу и их коллегам.
«И инсулин, и рецептор подвергаются перестройке, когда они взаимодействуют», - говорит Лоуренс. «Часть молекулы инсулина разворачивается, и ключевые фрагменты рецептора двигаются, чтобы связаться с гормоном. Вы могли бы назвать это «молекулярным рукопожатием»».
Понимание механизма связывания преподносит возможные варианты в лечении диабета, которое на данный момент представляет собой ежедневные, многократные инъекции инсулина. Это открытие, говорит Вейсс, предполагает, что создание маленьких молекул, достигающих «сигнальных фрагментов» рецептора, может позволить создать альтернативу инъекциям, а также уменьшить количество доз в сутки.
У больных диабетом повышается уровень сахара в крови из-за несоответствующей продукции инсулина, толерантности клеток к инсулину, или из-за обеих причин. Это заболевание может вызвать широкий спектр осложнений – от сердечных заболеваний, инсульта и высокого артериального давления до слепоты и почечных проблем.
Согласно данным Центра по контролю диабета, диабет поражает около 26 миллионов, или более 8 процентов, населения США и это число постоянно возрастает.

Читайте также: