حقنة واحدة توقف مرض السكري في مساراته

حقنة واحدة توقف مرض السكري في مساراته

يعكس العلاج أعراض مرض السكري من النوع 2 لدى الفئران دون آثار جانبية.

LA JOLLA - في الفئران المصابة بداء السكري الناجم عن النظام الغذائي - ما يعادل النوع 2 مرض السكري في البشر - حقنة واحدة من البروتين FGF1 تكفي لإعادة مستويات السكر في الدم إلى مستوى صحي لأكثر من يومين. الاكتشاف الذي قام به علماء Salk ، الذي نشر اليوم في المجلة الطبيعة، يمكن أن يؤدي إلى جيل جديد من أدوية السكري الأكثر أمانًا وفعالية.

وجد الفريق أن العلاج المستمر بالبروتين لا يحافظ فقط على نسبة السكر في الدم تحت السيطرة ، ولكنه يعكس أيضًا حساسية الأنسولين ، وهي السبب الفسيولوجي الأساسي لمرض السكري. ومن المثير أيضًا أن العلاج المطور حديثًا لا ينتج عنه آثار جانبية شائعة في معظم علاجات مرض السكري الحالية.

في أنسجة كبد الحيوانات البدينة المصابة بداء السكري من النوع 2 ، تكون الخلايا غير الصحية المليئة بالدهون غزيرة (خلايا بيضاء صغيرة ، اللوحة أ). بعد العلاج المزمن من خلال حقن FGF1 ، تفقد خلايا الكبد الدهون بنجاح وتمتص السكر من مجرى الدم (خلايا أرجوانية صغيرة ، اللوحة B) وتشبه إلى حد بعيد خلايا الحيوانات الطبيعية غير المصابة بالسكري.

اضغط هنا للحصول على صورة عالية الدقة.

الصورة: بإذن من معهد سالك للدراسات البيولوجية

يقول "السيطرة على الجلوكوز مشكلة مهيمنة في مجتمعنا" رونالد إم إيفانز، مدير Salk's معمل التعبير الجيني والمؤلف المقابل للورقة. "ويقدم FGF1 طريقة جديدة للتحكم في الجلوكوز بطريقة قوية وغير متوقعة."

ارتفع مرض السكري من النوع 2 ، الذي يمكن أن ينتج عن الوزن الزائد وعدم النشاط ، بشكل كبير خلال العقود القليلة الماضية في الولايات المتحدة وحول العالم. تشير التقديرات إلى إصابة ما يقرب من 30 مليون أمريكي بهذا المرض ، حيث يتراكم الجلوكوز في مجرى الدم بسبب عدم إنتاج كمية كافية من الأنسولين أو لأن الخلايا أصبحت مقاومة للأنسولين ، متجاهلة إشارات امتصاص السكر. كمرض مزمن ، يمكن أن يسبب مرض السكري مشاكل صحية خطيرة وليس له علاج محدد. بل يتم إدارته - بمستويات متفاوتة من النجاح - من خلال مزيج من النظام الغذائي والتمارين الرياضية والأدوية.

تهدف أدوية السكري الموجودة حاليًا في السوق إلى زيادة مستويات الأنسولين وعكس مقاومة الأنسولين عن طريق تغيير مستويات التعبير عن الجينات إلى مستويات منخفضة من الجلوكوز في الدم. لكن الأدوية ، مثل Byetta ، التي تزيد من إنتاج الجسم للأنسولين ، يمكن أن تتسبب في انخفاض مستويات الجلوكوز بشكل شديد الانخفاض وتؤدي إلى نقص السكر في الدم الذي يهدد الحياة ، بالإضافة إلى آثار جانبية أخرى.

في عام 2012 ، اكتشف إيفانز وزملاؤه أن عامل النمو الذي تم تجاهله لفترة طويلة له وظيفة خفية: يساعد الجسم على الاستجابة للأنسولين. بشكل غير متوقع ، الفئران التي تفتقر إلى عامل النمو ، المسمى FGF1 ، تصاب بمرض السكري بسرعة عند وضعها على نظام غذائي عالي الدهون ، وهو اكتشاف يشير إلى أن FGF1 لعب دورًا رئيسيًا في إدارة مستويات الجلوكوز في الدم. دفع هذا الباحثين إلى التساؤل عما إذا كان توفير FGF1 الإضافي للفئران المصابة بداء السكري يمكن أن يؤثر على أعراض المرض.

قام فريق إيفانز بحقن جرعات من FGF1 في الفئران البدينة المصابة بداء السكري لتقييم التأثير المحتمل للبروتين على التمثيل الغذائي. صُدم الباحثون بما حدث: وجدوا أنه بجرعة واحدة ، انخفضت مستويات السكر في الدم بسرعة إلى المستويات الطبيعية في جميع الفئران المصابة بداء السكري.

يقول مايكل داونز ، كبير العلماء والمؤلف المشارك في العمل الجديد: "العديد من الدراسات السابقة التي حقنت FGF1 لم تظهر أي تأثير على الفئران السليمة". "ومع ذلك ، عندما حقناها في فأر مصاب بالسكري ، لاحظنا تحسنًا كبيرًا في الجلوكوز."

من اليسار: جاي ميونغ سوه وأنيت أتكينز ومايكل داونز ومريم أحمديان ورونالد إيفانز وروث يو من مختبر التعبير الجيني

اضغط هنا للحصول على صورة عالية الدقة.

الصورة: بإذن من معهد سالك للدراسات البيولوجية

وجد الباحثون أن علاج FGF1 له عدد من المزايا مقارنة بعقار Actos المخصص لمرض السكري ، والذي يرتبط بآثار جانبية تتراوح من زيادة الوزن غير المرغوب فيها إلى مشاكل القلب والكبد الخطيرة. الأهم من ذلك ، أن FGF1 - حتى عند الجرعات العالية - لم يسبب هذه الآثار الجانبية أو يتسبب في انخفاض مستويات الجلوكوز إلى مستويات منخفضة بشكل خطير ، وهو عامل خطر مرتبط بالعديد من عوامل خفض الجلوكوز. وبدلاً من ذلك ، استعادت الحقن قدرة الجسم على تنظيم مستويات الأنسولين والسكر في الدم بشكل طبيعي ، مع الحفاظ على كميات الجلوكوز ضمن نطاق آمن - وعكس بشكل فعال الأعراض الأساسية لمرض السكري.

يقول جاي ميونغ سوه ، زميل أبحاث ما بعد الدكتوراه في سالك ، وهو عضو في مختبر إيفانز والمؤلف الأول للورقة البحثية الجديدة: "مع FGF1 ، لم نشهد حقًا نقص السكر في الدم أو أي آثار جانبية شائعة أخرى". "قد يكون السبب هو أن FGF1 يؤدي إلى نوع" طبيعي "من الاستجابة مقارنة بالعقاقير الأخرى لأنه يتأيض بسرعة في الجسم ويستهدف أنواعًا معينة من الخلايا".

لا تزال آلية FGF1 غير مفهومة تمامًا - ولا آلية مقاومة الأنسولين - ولكن اكتشف فريق إيفانز أن قدرة البروتين على تحفيز النمو مستقلة عن تأثيره على الجلوكوز ، مما يجعل البروتين أقرب إلى الاستخدام العلاجي.

يقول إيفانز: "هناك العديد من الأسئلة التي تظهر من هذا العمل ، وسبل التحقيق في FGF1 في مرض السكري والتمثيل الغذائي مفتوحة الآن على مصراعيها". يعد تحديد مسارات الإشارات والمستقبلات التي يتفاعل معها FGF1 أحد الأسئلة الأولى التي يرغب في معالجتها. كما أنه يخطط لإجراء تجارب بشرية على FGF1 مع متعاونين ، لكن الأمر سيستغرق وقتًا لضبط البروتين ليصبح دواءً علاجيًا.

يقول: "نريد نقل هذا إلى الناس من خلال تطوير جيل جديد من متغيرات FGF1 التي تؤثر فقط على الجلوكوز وليس نمو الخلايا". "إذا تمكنا من العثور على التباين المثالي ، أعتقد أنه سيكون لدينا أداة جديدة جدًا وفعالة للغاية للتحكم في الجلوكوز."

في هذا القياس ، فإن الكثير من السكر في مجرى الدم يعادل وجود سيارة في منطقة الخطر. في مرض السكري من النوع 2 (المرتبط عادةً بالسمنة) ، لا يستطيع الجسم استخدام السكر بشكل صحيح ، مما يؤدي إلى مشاكل صحية خطيرة. ثبت أن عامل النمو FGF1 يقلل من كمية السكر في الدم لدى الفئران المصابة بداء السكري ، ويعيد مستويات الجلوكوز إلى طبيعتها.

اضغط هنا للحصول على صورة عالية الدقة.

الصورة: بإذن من معهد سالك للدراسات البيولوجية

الباحثون الآخرون في الدراسة هم مريم أحمديان ، إيجي يوشيهارا ، ويوي فان ، يون تشيانغ ين ، روث تي يو ، وآنيت آر. أتكينز من معهد سالك للدراسات البيولوجية. ويلين ليو ، ويوهان دبليو يونكر ، وتيو فان ديك ، وريك هيندا من جامعة جرونينجن ؛ كريستوفر ليدل من جامعة سيدني ؛ دينيس لاكي وأوليفيا أوزبورن وجيرولد إم أوليفسكي من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو ؛ وريجينا جويتز وزيفينج هوانج وموسى محمدي من كلية الطب بجامعة نيويورك.

رونالد إيفانز هو أ معهد هوارد هيوز الطبي المحقق وهو مدعوم أيضًا بمنح من المعاهد الوطنية للصحةأطلقت حملة ليونا م. وهاري بي هيلمسليأطلقت حملة مؤسسة جلين للأبحاث الطبية, Ipsen / القياس الحيوي, CIRM، و مؤسسة إليسون الطبية. تلقى مؤلفو الدراسة الآخرون منحًا من المعاهد الوطنية للصحة ، و المجلس الوطني الأسترالي للصحة والبحوث الطبيةأطلقت حملة مجلس البحوث الأوروبيأطلقت حملة برنامج علوم الحدود البشريةأطلقت حملة المنظمة الهولندية للبحث العلمي، و مؤسسة الجهاز الهضمي الهولندية.

عن معهد سالك للدراسات البيولوجية:
معهد سالك للدراسات البيولوجية هو أحد المؤسسات البحثية الأساسية البارزة في العالم ، حيث يقوم أعضاء هيئة التدريس المشهورون دوليًا بالتحقيق في أسئلة علوم الحياة الأساسية في بيئة فريدة وتعاونية وإبداعية. من خلال التركيز على الاكتشاف وتوجيه الأجيال القادمة من الباحثين ، يقدم علماء Salk مساهمات رائدة لفهمنا للسرطان والشيخوخة والزهايمر والسكري والأمراض المعدية من خلال دراسة علم الأعصاب وعلم الوراثة وبيولوجيا الخلايا والنباتات والتخصصات ذات الصلة.

تم الاعتراف بإنجازات أعضاء هيئة التدريس بالعديد من الأوسمة ، بما في ذلك جوائز نوبل والعضويات في الأكاديمية الوطنية للعلوم. تأسس المعهد في عام 1960 من قبل رائد لقاح شلل الأطفال جوناس سالك ، وهو مؤسسة مستقلة غير ربحية ومعلم معماري.