Insulina em uma pílula? Nova pesquisa responde a uma pergunta que tem intrigado pesquisadores de diabetes por 100 anos

IA Medicamentos Farmacêuticos

A insulina é um hormônio que desempenha um papel crítico na regulação dos níveis de glicose (açúcar) no sangue. É produzido pelo pâncreas e ajuda o corpo a usar glicose como energia. Em indivíduos com diabetes, o corpo não está produzindo insulina suficiente ou é incapaz de usá-la de forma eficaz, levando a níveis elevados de açúcar no sangue.

Pesquisadores do WEHI resolveram uma questão secular na pesquisa sobre diabetes ao descobrir que uma molécula diferente da insulina pode ter o mesmo efeito. Isso fornece informações valiosas para a criação futura de uma pílula de insulina oral.

Pesquisadores do Instituto Walter e Eliza Hall (WEHI) em Melbourne finalmente responderam a uma pergunta que tem intrigado os pesquisadores do diabetes por um século: pode uma molécula diferente da insulina ter o mesmo efeito? As descobertas da equipe fornecem informações cruciais sobre o desenvolvimento de uma pílula de insulina oral.

Eles demonstraram com sucesso como uma molécula não insulínica pode imitar a insulina, que é essencial para manter os níveis de açúcar no sangue.

O estudo liderado pelo WEHI abre novos caminhos para o desenvolvimento de medicamentos que podem substituir as injeções diárias de insulina para pessoas com diabetes tipo 1.

Mike Lawrence, Nicholas Kirk e Mai Margetts

LR: O professor Mike Lawrence, o Dr. Nicholas Kirk e Mai Margetts produziram as primeiras imagens 3D de uma molécula que imita a insulina interagindo com o receptor de insulina. Crédito: WEHI

Num relance

  • Pesquisadores visualizaram precisamente como uma molécula que imita a insulina reproduz a atividade da insulina para regular os níveis de glicose no sangue
  • O estudo responde a uma questão secular de saber se é possível substituir a insulina
  • Descobertas iluminam novas oportunidades para o desenvolvimento de miméticos de insulina oral que podem substituir injeções diárias por diabéticos tipo 1
  • Pessoas com diabetes tipo 1 não podem produzir insulina e precisam de várias injeções diárias de insulina para manter seus níveis de glicose no sangue sob controle.

A nova pesquisa confirma que moléculas alternativas podem ser usadas para ativar a captação de glicose no sangue, ignorando completamente a necessidade de insulina.

O estudo, publicado na Insulin Mimicking Molecule Bound to the Insulin Receptor

A 3D image showing how an insulin mimicking molecule (purple) interacts with part of the insulin receptor (grey) to turn in on. Once activated, the receptor directs cells to soak up glucose when the body’s sugar levels are too high. Credit: WEHI

Why is there no insulin pill?

Dr. Kirk said scientists have struggled to make insulin as a pill because insulin is unstable and readily degraded by the body upon digestion.

“Since the discovery of insulin 100 years ago, the development of an insulin pill has been a dream for diabetes researchers but, after decades of trying, there has been little success,” he said.

The research has now accelerated dramatically with the development of cryo-electron microscopy (cryo-EM), a new technology that can visualize complicated molecules in atomic detail, allowing researchers to generate 3D images (“blueprints”) of the insulin receptor rapidly.

“With cryo-EM, we can now directly compare how different molecules, including insulin, change the shape of the insulin receptor,” said Dr. Kirk.

“Insulin’s interaction turns out to be far more complex than anyone predicted, with both insulin and its receptor changing shape dramatically as they partner up.”

Mimicking insulin with simple molecules

The new research shows how an insulin-mimicking molecule acts on the insulin receptor and turns it on, the first step in a pathway that directs cells to soak up glucose when the body’s sugar levels are too high.

The team performed intricate cryo-EM reconstructions to obtain blueprints of several molecules called “peptides” that are known to interact with the insulin receptor and hold it in the “active” position.

The cryo-EM experiments identified that one peptide that can bind to and activate the receptor in a manner similar to insulin.

“Insulin has evolved to hold the receptor carefully, like a hand bringing a pair of tongs together,” Dr. Kirk said.

“The peptides we used work in pairs to activate the insulin receptor – like two hands grabbing the pair of tongs around the outside.”

While therapeutic outcomes are distant, the team’s discovery could lead to a drug to replace insulin, reducing the need for injections by diabetics.

“Scientists have had success replacing these kinds of mimetic molecules with drugs that can be taken as pills,” Dr. Kirk said.

“It’s still a long road that will require further research, but it’s exciting to know that our discovery opens the door for oral treatments for type 1 diabetes.”

Reference: “Activation of the human insulin receptor by non-insulin-related peptides” by Nicholas S. Kirk, Qi Chen, Yingzhe Ginger Wu, Anastasia L. Asante, Haitao Hu, Juan F. Espinosa, Francisco Martínez-Olid, Mai B. Margetts, Faiz A. Mohammed, Vladislav V. Kiselyov, David G. Barrett and Michael C. Lawrence, 28 September 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-33315-8

The research was funded by Lilly.

Leave a Comment