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糖尿病治疗新进展——注射用胰岛素修饰血细胞

Update:2017-05-09From:Medicalxpress Hot:

  

 

北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山研究人员开发了一种新技术,使用改造的胰岛素和红细胞来创建葡萄糖反应性“智能”胰岛素递送系统。在动物模型研究中,新技术有效降低了1型糖尿病小鼠血糖水平持续达48小时。

研究人员通过化学结合葡萄糖衍生物“葡萄糖胺”来修饰胰岛素。然后,葡糖胺可以结合到红细胞表面上的葡萄糖转运蛋白,有效地将胰岛素附着到血细胞。最终的结果是产生一个散布着胰岛素分子的红细胞。

这个想法是这些负载胰岛素的血细胞可以被注射到糖尿病患者体内。在这项研究中,这项工作是在1型糖尿病小鼠中进行的。

一旦进入血液,携带胰岛素的血细胞与其环境相互作用。如果葡萄糖水平高,葡萄糖分子有效地置换血细胞葡萄糖转运蛋白中的葡萄糖胺。而当葡萄糖胺被置于血液中时,胰岛素也是如此。

胰岛素然后可以与肝脏,肌肉和脂肪组织中的胰岛素受体结合,引发降低血液中血糖水平的过程。

“简而言之,这是一个完全生物相容的智能系统,在需要的时候响应血液中葡萄糖水平的正常化,”联合撰写该工作文章的作者兼联合生物医学工程计划副教授如是说道。

在研究中,研究人员将接受修饰胰岛素和血细胞系统的小鼠与其他三组比较:即接受盐溶液的一组; 只有修改胰岛素的一组以及接受未经修改的胰岛素和红细胞混合物的一组。

研究人员发现,接受修饰的胰岛素和血细胞系统的I型糖尿病小鼠能够显着降低血糖水平超过两天。其他组中表现最佳,血糖水平初步下降,但在12小时内恢复至高水平。

研究人员还测试了一组健康小鼠中的每种药物组合,发现与其他药物组合相比,修饰的胰岛素和血细胞系统降低了低血糖的风险。

此外,研究人员使用已经涂覆有红细胞膜的修饰的胰岛素和纳米颗粒在I型糖尿病小鼠中进行了实验。修饰的胰岛素和纳米颗粒系统获得与使用修饰的胰岛素和红细胞试验的结果相当的结果。

“这是一个积极的结果,因为它很好地发展了提供这种葡萄糖调节系统的标准化手段。”

UNC糖尿病护理中心和NC转化和临床科学研究所UNC医学院医学教授John Buse博士说:“该小组将在确定是否进入临床试验之前,进一步评估改性胰岛素系统在动物模型中的长期生物相容性。” “如果实现这一愿景将成为糖尿病护理中最令人兴奋的进步之一。”

“我们还在探索使用无痛微针来提供这种系统,而不是依靠本研究中使用的常规注射剂,”Gu说。 “使用不同的药物输送系统的可能性使得难以评估成本,但我们乐观地认为潜在制剂的成本与现有治疗方法相当。

该论文“葡萄糖响应性胰岛素输送的红细胞”发表在“Advanced Materials”杂志上。本文的主要作者是Gu研究小组的博士后研究员。

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