En insulininjektion kan hantera diabetessymtom, men att faktiskt bota sjukdomen skulle innebära att celler i bukspottkörteln läker som producerar insulin, ett hormon som reglerar mängden socker i blodet.

Ett lovande tillvägagångssätt kan vara att stimulera regenereringen av dessa celler med droger. Men det finns ett stort hinder:tillväxten som utlöses av läkemedlet är villigt, påverkar vävnader inte bara i bukspottkörteln utan i hela kroppen.

Nu, ett team av endokrinologer och kemister från Stanford University har tagit ett steg mot att rikta in rätt celler mer exakt, använda en egenskap som forskare länge känt till men aldrig utnyttjat för behandling:betaceller, de insulinproducerande cellerna i bukspottkörteln, har en särskilt stark smak för zink.

I en studie som ska publiceras online den 6 december Cellkemisk biologi , Stanford-forskare använde det faktumet för att selektivt leverera ett läkemedel till betaceller. Justin Annes, MD, Ph.D., biträdande professor i medicin, är senior författare. Doktorand Timothy Horton är huvudförfattare.

Metoden har inte optimerats ännu, och den är inte i närheten redo för klinisk användning. "Vi är i de tidigaste stadierna, "Sade Annes. Men på ett område där de viktigaste alternativen är insulininjektioner och insulinpumpar, som kontinuerligt levererar hormonet genom en kateter, det kan bana väg för mer tilltalande alternativ.

Sådd förnyelse

Diabetes är en sjukdom där kroppen inte kan producera tillräckligt med insulin för att upprätthålla normala blodsockernivåer. I åratal, Annes mål har varit att utveckla ett läkemedel som skulle främja regenerering av insulinproducerande betaceller. Även om vissa forskare ansåg att det var omöjligt, Annes och hans kollegor har nyligen lyckats skapa specifika molekyler som gör att betaceller delar sig och producerar fler betaceller.

Detta framsteg kan ha gett diabetespatienter nytt hopp, men det fanns en hake:Sättet att få betaceller att börja dela sig och replikera är på samma sätt att få många andra celler att dela sig och replikera. Med andra ord, forskare kanske kan öka antalet betaceller i bukspottkörteln, men i processen skulle de få massor av andra celltyper att replikera också. Resultatet skulle vara okontrollerat, oriktad replikering som skulle påverka många andra organ vid sidan av bukspottkörteln, mest troligt till det sämre.

Sedan fick Annes en tanke:Forskare har vetat sedan 1940-talet att betaceller samlar in ungefär 1, 000 gånger mer zink än omgivande vävnadsceller. Forskare har mestadels använt det faktum som ett sätt att färga och visuellt identifiera betaceller i pankreasvävnadsprover. Men Annes resonerade att om han på något sätt kunde få ett regenerativt läkemedel för att söka upp zink, han kunde få det till betaceller.

Ring in kemisterna

"Det enda problemet var Jag visste inte hur man skapade föreningar som kunde testa den här hypotesen, Sa Annes. Så han vände sig till Horton, en doktorand i kemi, och Mark Smith, en senior forskare vid Stanford ChEM-H och chef för dess Medicinal Chemistry Knowledge Center.

Tillsammans, de utarbetade en strategi baserad på kelering, en standardteknik inom kemi som kanske är mest känd inom medicinen som behandling för bly- och kvicksilverförgiftning. I sådana fall, läkare administrerar ett läkemedel som bildar täta bindningar med metallerna, som sedan kan spolas ur kroppen.

Annes, Horton och Smith hade som mål att använda ett zink-kelatbildande medel, som kommer att binda till zink varhelst det kommer in i det, att leverera ett läkemedel till zinkälskande celler, men först behövde de se om själva kelatbildaren skulle ackumuleras i betaceller. Efter att de första laboratorietester visade att det gjorde det, de fäste ett beta-cellsregenererande läkemedel till det zink-kelatbildande medlet, och fann att läkemedlet också skulle byggas upp i betaceller i en labbskål.

Teamet visade också att dess zinkkeleringsmetod samlade mer av läkemedlet i betaceller än andra celltyper. När läkemedlet administrerades till råttceller, inklusive betaceller, i en maträtt, betacellerna regenererade cirka 250 procent mer än andra celltyper. Effekten var mindre men fortfarande närvarande i mänskliga celler i en skål:Betaceller replikerade cirka 130 procent mer än icke-betaceller under experimentets gång.

Därmed inte sagt att en behandling är runt hörnet, forskarna varnar. "Detta är den första demonstrationen av en selektivt levererad replikationsmolekyl i betaceller, " sa Annes, och "det är inte tillräckligt för terapeutiska tillämpningar." Men teamet tror att tillvägagångssättet en dag kan leda till behandlingar om de kan förbättra dess betacellselektivitet.