Los investigadores de la Universidad de Utah han descubierto que la estructura de una molécula de insulina producida por los caracoles depredadores de cono puede ser una mejora con respecto a la insulina terapéutica actual de acción rápida. El hallazgo sugiere que la insulina de caracol de cono, producida por los caracoles para aturdir a sus presas,podría comenzar a funcionar en tan solo cinco minutos, en comparación con los 15 minutos para la insulina de acción más rápida disponible actualmente. La bióloga Helena Safavi, coautora de un artículo que describe la insulina de caracol cónico publicada el 12 de septiembre Naturaleza, biología estructural y molecular , dice que estudiar cócteles de veneno complejos puede abrir puertas a nuevos descubrimientos de drogas.
"Observa qué venenos producen los animales para afectar la fisiología de sus presas, y lo usas como punto de partida", dice ella. "Puedes obtener nuevas ideas de los venenos. Tener algo que ya ha evolucionado ...esa es una gran ventaja "
Junto con colegas de Australia, los bioquímicos de U Danny Chou y Maria Disotuar, y los biólogos Joanna Gajewiak y Baldomero Olivera contribuyeron al estudio.
Pequeño y rápido
La insulina humana es una hormona que se produce en el páncreas y se secreta para ayudar en la absorción de glucosa por parte del cuerpo. La molécula de insulina consta de una región "A" y una región "B". Los trastornos de la diabetes mellitus surgen del deterioro del cuerpoproducción normal de insulina. El tratamiento más efectivo para la diabetes es la inyección de insulina sintética.
Pero una parte de la región B hace que las moléculas de insulina se peguen y formen agregados de seis moléculas de insulina. Así es como se almacena la insulina en el páncreas. Pero la insulina inyectada debe desagregarse en moléculas individuales antes de que una persona haga algo bueno.y ese proceso puede tomar hasta una hora. La insulina de acción más rápida en el mercado, Humalog, todavía tarda entre 15 y 30 minutos en activarse. "El escenario ideal sería quitar la región de la cadena B", dice Safavi."Pero luego abolimos por completo la actividad de la insulina".
Chou, Safavi y sus colegas encontraron que la insulina producida por el caracol cónico Conus geographus carecía del segmento de la región B que causa la agregación. Las pruebas en los receptores de insulina en el laboratorio mostraron que aunque la insulina de caracol era menos efectiva que la insulina humana, todavía era efectiva y posiblemente podría comenzar a actuar en cinco minutos.
Insulina como arma
El Conus geographus el caracol es un caracol depredador que come pescado. C. geographus y sus parientes han desarrollado mezclas complejas de venenos para paralizar rápidamente a las presas. Algunos caracoles usan veneno para sobrecargar el sistema nervioso del pez, enviándolo a un "shock excitotóxico". Otros, incluidos C. geographus secreta insulina, junto con otros compuestos, en el agua, haciendo que el azúcar en la sangre de los peces cercanos caiga en picado y enviando al pez a la sedación hipoglucémica. Una vez que el pez está aturdido, el caracol lo engulle y lo consume.
En 2015, Safavi y el profesor de biología U Baldomero Olivera describieron C. geographus la llamada "insulina armada", adecuada para la acción rápida. En un artículo relacionado publicado el 16 de agosto en Biología molecular y evolución , Safavi y sus colegas describen cómo las insulinas armadas evolucionaron rápidamente para atacar a las presas de manera más efectiva.
"Tiene sentido porque el caracol tiene que inducir rápidamente un shock de insulina en su presa de pescado, por lo que ha desarrollado algo de acción muy rápida", dice Safavi.
poner insulina de caracol a trabajar
El estudio de la estructura de la insulina de caracol cónico podría ayudar a los investigadores a modificar la insulina humana para perder su auto-agregación pero retener su potencia, dice Safavi. "Ahora podemos ver la insulina humana y ver si podemos hacerla más parecida a un caracol"
El equipo aún necesita realizar más experimentos para medir qué tan rápido funcionaría la insulina de caracol, o una insulina humana modificada, cuando se inyecta en un organismo. Los peces se ven afectados casi instantáneamente porque la insulina pasa por las branquias. En humanos, el proceso puedeTómese unos minutos más.
Chou estudia la insulina humana para su uso en un dispositivo de páncreas artificial que podría administrar insulina automáticamente en respuesta a los niveles cambiantes de azúcar en la sangre, de forma muy similar a como lo hace el órgano natural. La primera generación de dicho dispositivo puede estar disponible el próximo año.La insulina inspirada en el caracol, aunque "todavía no es tan buena como queremos para el uso humano", dice Chou, podría reemplazar la insulina actual de acción rápida utilizada en el desarrollo del páncreas artificial.
Bioinspiración
"Se trata realmente de aprender de la naturaleza", dice Chou. Safavi está de acuerdo. "La gente piensa que es fácil fabricar drogas", dice ella. "Pero, ¿por dónde empezar? Tienes que tener una idea de lo que debería ser una drogaparece qué tipo de propiedades debería tener el medicamento, por lo que es muy difícil diseñar medicamentos nuevos. Por eso utilizamos el sistema de veneno de caracol ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Utah . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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