Forscher arbeiten an neuem Insulin-Analogon

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© Universität Basel, Departement Chemie
Forscher arbeiten an neuem Insulin-Analogon

Tauscht man bei Insulin ein Wasserstoffatom gegen ein Iodatom aus, behält das Hormon seine Wirkung, ist aber schneller für den Organismus verfügbar. Diesen Effekt konnten Forscher der Universität Basel basierend auf Computersimulationen voraussagen und dann in Experimenten bestätigen.

Insulin wird in der Bauchspeicheldrüse gebildet und reguliert den Blutzuckerspiegel. Um das Hormon zu speichern, bildet der Körper einen durch ein Zinkatom gebundenen Komplex aus sechs identischen Molekülen (Hexamer). Seine physiologische Wirkung kann das Hormon jedoch nur entfalten, wenn es in der Form eines einzelnen Moleküls (Monomer) vorliegt. Erst wenn der Körper Insulin benötigt, teilt sich das Hexamer in Monomere auf und steht dann zur Blutzuckerregulierung zur Verfügung.

Bei der Entwicklung künstlicher Insulinpräparate zur Behandlung von Diabetes versuchen Forscher diesen Teilungsprozess zu optimieren. Mittels chemischer Modifikation verbessern sie so insbesondere die Freisetzung und Verfügbarkeit des Insulins. Ein möglicher Ansatz besteht darin, einzelne Atome gezielt auszutauschen. Dadurch entsteht ein sogenanntes Insulinanalog, das sich in Aufbau und Eigenschaften von natürlichem Insulin unterscheidet.

Künstliches Insulin wird schneller freigesetzt

Das Team um Prof. Markus Meuwly vom Departement Chemie der Universität Basel hat in Zusammenarbeit mit Forschern aus den USA und Australien ein neues modifiziertes Insulin untersucht. Die Forscher tauschten ein einziges Wasserstoffatom gegen ein Iodatom aus, wodurch zwischenmolekulare Wechselwirkungen wirksam wurden, die zu einer schnelleren Freisetzung des Insulins führten.

Die Einführung eines Iodatoms verbesserte nicht nur dessen Verfügbarkeit, gleichzeitig blieben die Affinität für den Insulin-Rezeptor und die biologische Funktion verglichen mit natürlichem Insulin unverändert. Vorausgesagt hatte diese vorteilhaften Eigenschaften eine Kombination aus Quantenchemie und Molekulardynamik-Simulationen. In einem zweiten Schritt konnten die vorhergesagten Stabilitätsänderungen des chemisch modifizierten Insulins durch Kristollagraphie- und Kernspinresonanzexperimente direkt belegt werden.

Klinische Anwendung denkbar

Der Einsatz von Halogenatomen ist ein erfolgversprechender Ansatz zur Wirkstoffoptimierung in der medizinischen Chemie. Die vorliegenden Resultate mit Iodatomen bei Insulin zeigen, dass das Konzept der chemischen Modifizierung auch im Bereich der Protein-Wirkstoffe grosses Potenzial aufweist. Eine spätere klinische Anwendung des vorgestellten Insulinanalogon, das sich vom natürlichen Insulin lediglich in einem einzigen Atom unterscheidet, ist durchaus denkbar.

Die aktuellen Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Journal of Biological Chemistry veröffentlicht.


Quelle: Pressemitteilung der Universität Basel

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  • uho1 postete ein Update vor 1 Woche, 3 Tagen

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  • 123novesia postete ein Update vor 1 Woche, 4 Tagen

    Bin neu hier. Typ2. Meine Werte verschlechtern sich obwohl ich nicht anders esse und mehr Bewegung eingebaut habe. Denke Stress ist hier das Hauptthema. Pflegebedürftige Mutter und Sohn steht im Stastsexsmen. Habe seit Jahren auch Depressionen und Panikattacken. Bin verzweifelt.

    • Liebe @123novesia, willkommen in unserer Community. Es tut mir sehr leid zu lesen, wie viel gerade auf deinen Schultern liegt. Die Sorge um deine Mutter, der Stress rund um das Staats­examen deines Sohnes und dazu Depressionen und Panikattacken. Dass dich das erschöpft und verzweifelt macht, ist sehr verständlich.
      Bitte mach dir keine Vorwürfe: Verschlechterte Werte bedeuten nicht automatisch, dass du etwas falsch machst. Stress und psychische Belastungen können den Blutzucker beeinflussen. Trotzdem wäre es wichtig, die Veränderungen zeitnah mit deiner Diabetespraxis oder deiner Hausärztin/deinem Hausarzt zu besprechen, damit auch andere Ursachen ausgeschlossen und die Behandlung gegebenenfalls angepasst werden kann.
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  • jseiffert postete ein Update vor 2 Wochen, 4 Tagen

    Hallo zusammen,
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