En studie publicerad i Nature Nanotechnology visar hur nanokluster av insulin kan kontrollera insulinaktiviteten. Resultaten kan leda till nya typer av insulinläkemedel, säger seniorförfattaren Ana Teixeira vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik (MBB) vid Karolinska Institutet.
Diabetes har en hög och ökande prevalens över hela världen. Insulinersättningsterapi hjälper patienter att hålla sina glukosnivåer inom ett acceptabelt intervall, men det är fortfarande utmanande att efterlikna dynamiken i endogen insulinfrisättning samtidigt som man undviker farlig hypoglykemi.
Studien utförd av Ana Teixeiras forskargrupp visar att det är möjligt att förändra insulinets aktivitet genom att sätta ihop insulin till nanokluster. Samma koncentration av insulin kan ha mycket olika styrka beroende på hur nanoklustren är konstruerade.
"Det finns ett behov av att hitta nya sätt att implementera insulinersättningsterapi. Resultaten av vår studie kan leda till nya typer av insulinläkemedel. Vi visar ett nytt sätt att tillföra insulin som kan leda till olika dynamik av insulinverkan såväl som utveckling av vävnadsspecifika insulinvarianter", säger huvudforskaren Ana Teixeira.
Forskargruppen utförde superupplösningsavbildningsstudier om den rumsliga organisationen av insulinreceptorer vid cellmembranet, vilket styrde utformningen av insulinnanokluster. Dessa bildades med hjälp av DNA-origamiteknologi, där DNA fungerar som en plattform för att sätta ihop insulinmolekylerna.
"Detta gjorde det möjligt för oss att kontrollera antalet insulinmolekyler i varje nanokluster men också deras rumsliga organisation med nanoskala precision. Vi analyserade effekterna av olika varianter av insulinnanokluster i fettceller. Slutligen testade vi effekterna av insulinnanokluster i en zebrafiskmodell av diabetes", förklarar Ana.
Forskargruppen ska nu ytterligare studera verkningsmekanismerna för insulinnanokluster.
"Vi kommer att karakterisera insulinreceptornanokluster i olika vävnader med hjälp av superupplösningsmikroskopi och NanoDeep, en metod vi tidigare utvecklat som använder DNA istället för ljus för att upptäcka lokalisering av proteiner i celler, vilket är fallet inom konventionell mikroskopi. Vi siktar på att använda DNA istället för ljus för att upptäcka lokalisering av proteiner i celler. dessa data för att vägleda utformningen av insulinnanokluster som riktar sig mot specifika vävnader", säger Ana.
Mer information: Joel Spratt et al, Multivalent insulinreceptoraktivering med insulin-DNA origami nanostrukturer, Nature Nanotechnology (2023). DOI:10.1038/s41565-023-01507-y
Journalinformation: Nanoteknik i naturen
Tillhandahålls av Karolinska Institutet
