blodig, freaky, cool:Marine sneglegift kunne forbedre insulin til diabetespatienter

Selvom den er moderat mobil, marine keglesnegle har perfektioneret flere strategier til at fange bytte. Nogle fiskejagtarter frigiver gift i det omgivende vand. Inden for røgfanen af ​​giftig gift, fisken bukker under for hurtigtvirkende insulin, der gør den ubevægelig. Mens fiskene flyver, sneglen kommer ud af sin skal for at sluge det pacificerede offer hel.

Forskere ved University of Utah Health detaljerede funktionen af ​​keglesnegleinsuliner, bringe dem et skridt tættere på at udvikle en hurtigere virkende insulin til behandling af diabetes. Resultaterne af undersøgelsen er tilgængelige i tidsskriftets 12. februar-udgave eLife .

"Disse snegle har udviklet en strategi til at ramme og undertrykke deres bytte med op til 200 forskellige forbindelser, hvoraf den ene er insulin, " sagde Helena Safavi-Hemami, Ph.D., assisterende professor i biokemi ved U of U Health og seniorforfatter på papiret. "Nu og da, vi lærer noget unikt fra naturen og millioner af års evolution."

Insulin, et hormon, der produceres af bugspytkirtlen for at regulere blodsukkeret, består af to segmenter kaldet A- og B-kæder. B-klyngen danner dimerer og hexamerer, der gør det muligt for bugspytkirtlen at lagre hormonet til senere brug. Dette segment er også nødvendigt for at aktivere insulinreceptorerne, der signalerer kroppen til at optage sukker fra blodet. Insulin skal gennemgå flere konverteringer til decluster, før det kan sænke blodsukkeret.

En person med type 1-diabetes er ude af stand til at producere insulin og kræver daglige injektioner for at styre sit blodsukker. På trods af årtiers forskning, det fremstillede insulin fortsætter med at indeholde B-kæden for at aktivere receptoren for at sænke blodsukkeret, forsinke lægemidlets virkning med 3090 minutter.

Safavi-Hemami og hendes team undersøgte funktionen af ​​syv insulinsekvenser fundet i giften fra tre arter af keglesnegl Conus geographus, C. tulipa og C. kinoshitai. uventet, hver art producerer insulin med lidt forskellige strukturer. På trods af disse forskelle, hver insulin er hurtigvirkende, fordi den mangler den klæbrige del af B-kæden, der findes i human insulin.

"Evolution kan være drivkraften til at øge den molekylære mangfoldighed af de toksinmolekyler, som keglesneglearten bruger til at jage bytte, " sagde Danny Hung-Chieh Chou, Ph.D., adjunkt i biokemi ved U of U Health og medforfatter på papiret.

Holdet testede, hvordan hver af insulinsekvenserne sænkede blodsukkeret i zebrafisk og mus. Modeldyrene blev behandlet med streptozotocin for at inducere symptomer på type 1 diabetes, før dyrene blev doseret med de forskellige syntetiserede insuliner.

Safavi-Hemami fandt tre af de giftgenererede insulinsekvenser (Con-Ins T1A fra C. tulipa, Con-Ins G1 fra C. geographus og Con-Ins K1 fra C. kinoshitai) sænkede blodsukkeret effektivt. Ved hjælp af cellelinjer, de fandt ud af, at keglesneglens insulinsekvenser var i stand til at binde sig til og aktivere den humane insulinreceptor, på trods af at man mangler den del af B-kæden, der findes i human insulin. Disse sekvenser, imidlertid, er 10 til 20 gange mindre potente end human insulin.

Ifølge Safavi-Hemami, hver unik konfiguration giver forskerteamet en lidt anderledes skabelon at overveje, når de designer nye lægemidler, der virker hurtigt og effektivt.

"Vi begynder at afsløre hemmelighederne bag keglesnegle, " sagde Safavi-Hemami. "Vi håber at kunne bruge det, vi har lært, til at finde nye metoder til behandling af diabetes."