La chiave per la cura del diabete nel veleno di lumaca cono marina

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Immagine: il veleno della lumaca cono marina contiene una insulina ad azione rapida che mette la sua preda in stato di shock ipoglicemico. Immagine di credito: Prof. B. Olivera / University of Utah

Uno studio della struttura cristallina 3-D di un‘insulina estratta dal veleno della lumaca cono marina rivela un possibile nuovo trattamento del diabete che agisce rapidamente.

I ricercatori provenienti da Australia e Stati Uniti hanno scoperto che il veleno di Conus geographus contiene alti livelli di una efficiente proteina naturale – chiamata Con-Ins G1 – che opera come l’insulina umana, ma più velocemente.

I ricercatori hanno anche scoperto che la proteina è in grado di legarsi ai recettori dell’insulina umana, suggerendo che potrebbe funzionare come un trattamento per il diabete.

Il team riporta i risultati dello studio sulla rivista Nature Structural & Molecular Biology .

Il diabete si sviluppa quando il corpo o non produce abbastanza insulina ( diabete di tipo 1) o non può utilizzare correttamente l’insulina ( diabete di tipo 2).

Il corpo ha bisogno di insulina per consentire allo zucchero nel sangue (glucosio) di entrare nelle cellule per essere utilizzato come energia. Se il corpo ha insulina insufficiente, perde la capacità di utilizzare correttamente lo zucchero che si accumula nel sangue.

La glicemia alta può portare a cecità, insufficienza renale, malattie cardiache, ictus e amputazione delle dita dei piedi, piedi o gambe.

Secondo i dati dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), il numero di persone in tutto il mondo con il diabete è salito da 108 milioni a 1.980-422.000.000 nel 2014. I tassi di diabete sono aumentati più velocemente nei paesi a medio e basso reddito. L’OMS stima che entro il 2030, il diabete sarà la settima causa di morte nel mondo.

( Vedi anche:Proteine plasmatiche possono prevenire la morte delle cellule beta nel diabete).

Per il loro studio, Mike Lawrence, Professore associato presso l’Istituto Walter e Eliza Hall of Medical Research di Melbourne, Australia, e colleghi, hanno utilizzato il sincrotrone ( Il sincrotrone è un tipo di acceleratore di particelle circolare e ciclico, in cui il campo magnetico (necessario per curvare la traiettoria delle particelle) e il campo elettrico variabile (che accelera le particelle) sono sincronizzati con il fascio delle particelle stesse)per analizzare la struttura 3-D della proteina del veleno della lumaca cono.

Il Prof. Lawrence, un esperto nello studio dell’ insulina, spiega la loro scoperta emozionante:

“Abbiamo scoperto che l’ insulina presente nel veleno della lumaca cono funzionano più velocemente dell’ insulina umana, evitando i cambiamenti strutturali che l’ insulina umana subisce per svolgere la sua funzione”.

L’insulina umana infatti, contiene un componente aggiuntivo che funge da “cerniera” che deve aprire la molecola di insulina prima che essa possa legarsi al recettore cellulare.

Tuttavia, quando i ricercatori  hanno studiato la struttura 3-D dell’ insulina nel veleno di lumaca cono, hanno trovato un modo per rimuovere la “cerniera” dall’ insulina umana affinchè essa potesse agire rapidamente. Questo potrebbe accelerare la comunicazione con il recettore e aiutare l’insulina ad entrare nella cellula molto più rapidamente.

Insulina ad azione rapida immobilizza la preda

Lo studio si basa su precedenti lavori che hanno trovato la lumaca cono marina utilizza l’insulina presente nel suo veleno per catturare la sua preda. La lumaca utilizza il veleno per immobilizzare i pesci ignari di nuotare nella sua trappola invisibile.

Il veleno che contiene insulina mette il pesce in uno stato di ipoglicemia – basso livello di glucosio – e di conseguenza shock ipoglicemico.

La Dr.ssa Helena Safavi-Hemami, Prof. Assistente di ricerca nel dipartimento di Biologia presso la University of Utah in Salt Lake City, ha supervisionato lo studio insieme al Prof. Lawrence.

La ricercatrice, affascinata da come l’insulina nel veleno della lumaca agisce rapidamente, ritiene che potrebbe essere la chiave per rendere l’insulina umana più efficace.

“Siamo entusiasti di scoprire che i principi dell’insulina presente nel veleno della lumaca cono potrebbero essere applicati ad un ambiente umano”, osserva la Dr.ssa Safavi-Hemami.

I ricercatori hanno scoperto che l’insulina nel veleno della lumaca cono “si lega fortemente al recettore dell’insulina umana e attiva la segnalazione del recettore”.

“Il passo successivo nella nostra ricerca, che è già in corso, è quello di applicare questi risultati alla progettazione di nuovi e migliori trattamenti per il diabete, rendendo l’azione dell’ insulina più rapida”, ha concluso la Dr.ssa Helena Safavi-Hemami.

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