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Pesquisadores do MIT desenvolvem insulina modificada que pode permitir melhor controle do diabetes

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Fonte

MIT

Data

quinta-feira, 12 fevereiro 2015 19:00

Áreas

Biotecnologia. Controle da Glicemia.

Para pacientes com diabetes, a insulina pode ser fundamental para a manutenção da boa saúde e dos níveis normais da concentração de açúcar no sangue (glicemia). No entanto, considerando as variações possíveis na ingestão de carboidratos e na quantidade de atividade física, pode ficar difícil o bom controle da glicemia com quantidades pré-estabelecidas de insulina.

Engenheiros do MIT esperam melhorar o tratamento de pacientes diabéticos com um novo tipo de insulina modificada. Em testes em camundongos, os pesquisadores mostraram que a insulina modificada pode circular na corrente sanguínea por pelo menos 10 horas, e que responde rapidamente às mudanças nos níveis de açúcar no sangue. Isto pode eliminar a necessidade de injeções repetidas de insulina para controlar a glicemia ao longo do dia.

“O verdadeiro desafio é oferecer a quantidade certa de insulina disponível quando você precisar dela, porque se você tem muito pouca insulina a glicemia sobe (hiperglicemia) e se você tiver muita insulina circulante, a glicemia pode  abaixar perigosamente (hipoglicemia)”, diz Daniel Anderson, Professor Associado do Departamento de Engenharia Química do MIT. “As insulinas disponíveis atualmente agem independente dos níveis de glicemia do paciente.” Ou seja, se o valor da glicemia já estiver baixo e o paciente injetar mais insulina, a glicemia cairá mais ainda.

Os Professores Daniel Anderson e Robert Langer são os autores responsáveis pelo artigo descrevendo a insulina modificada na edição desta semana da revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences, EUA. Os principais autores do artigo são Hung-Chieh (Danny) Chou, Matthew Webber, e Benjamin Tang. Outros autores são os assistentes técnicos Amy Lin e Lavanya Thapa, David Deng, Jonathan Truong e Abel Cortinas.

A insulina modificada que responde à (hiper) glicemia

Pacientes com diabetes de Tipo I não possuem insulina disponível, que normalmente é produzida pelo pâncreas e regula o metabolismo através da estimulação do tecido muscular e tecido adiposo para absorver a glicose da corrente sanguínea. A definição das injeções diárias de insulina, que constituem a espinha dorsal do tratamento para pacientes com diabetes, pode ser implementada de diferentes maneiras. Alguns pacientes tomam uma forma modificada chamada insulina de ação lenta, que permanece na corrente sanguínea por até 24 horas, para garantir que haverá sempre insulina disponível no sangue. Outros pacientes injetam insulina de ação rápida e calculam o quanto eles devem injetar com base em medidas da glicemia ou na quantidade de carboidratos ingerida nas refeições.

A equipe do MIT se propôs a criar uma nova forma de insulina que não só circularia por um longo tempo, mas que seria ativada somente quando necessário – isto é, quando os níveis de açúcar no sangue estão altos demais. Isso evitaria a ocorrência de episódios de hipoglicemia, que podem levar ao choque e até mesmo a morte.

Para criar esta insulina que responde à (hiper) glicemia, os pesquisadores primeiro acrescentaram uma molécula hidrofóbica chamada domínio alifático, que é uma longa cadeia de moléculas de gordura que oscila na molécula de insulina. Isso ajuda a insulina circular na corrente sanguínea por mais tempo, embora os pesquisadores ainda não saibam exatamente por que isso ocorre. Uma teoria é que a cauda das moléculas de gordura pode ligar-se à albumina, uma proteína encontrada na corrente sanguínea, sequestrando a insulina e impedindo-a de interagir com as moléculas de açúcar.

Os pesquisadores também acompanham um grupo químico chamado PBA, que pode ligar-se à glicose de forma reversível. Quando os níveis de glicose no sangue são elevados, o açúcar se liga à insulina e a torna ativa, permitindo que a insulina possa estimular as células para absorver o excesso de açúcar.

A equipe de pesquisa criou quatro variantes da molécula de insulina modificada, cada uma das quais contendo uma molécula de PBA com uma modificação química diferente, tal como um átomo de flúor e de azoto. Em seguida, essas variantes foram testadas juntamente com insulina regular e insulina de ação lenta, em ratos geneticamente modificados para ter uma deficiência de insulina.

Para comparar cada tipo de insulina, os pesquisadores mediram como os níveis de glicemia dos ratos responderam a picos de glicose em períodos curtos e períodos de até 10 horas. Eles descobriram que a insulina modificada contendo PBA com flúor teve o melhor resultado: os ratos que receberam essa forma de insulina apresentaram a resposta mais rápida a picos de glicose no sangue.

“A insulina modificada foi capaz de dar um controle mais adequado do açúcar no sangue do que a insulina não modificada ou a insulina de ação lenta”, diz o Prof. Anderson.

“A nova molécula representa um avanço conceitual significativo que poderia ajudar os cientistas a realizar o objetivo de décadas de controlar o diabetes melhor com uma insulina que responde à glicose”, diz Michael Weiss, professor de bioquímica e medicina da Case Western Reserve University.

“Será um avanço importantíssimo no tratamento do diabetes se a tecnologia do grupo do MIT puder se tornar um tratamento de rotina do diabetes”, diz Weiss, que não fez parte da equipe de pesquisa.

Os pesquisadores agora planejam testar este tipo de insulina in vivo em outros animais e também estão trabalhando no aprimorando da composição química da insulina para torná-la ainda mais sensível aos níveis de glicose no sangue.

Leia a reportagem completa no Portal MIT News (em inglês).

Fonte: Anne Trafton, MIT News Office

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