Ινσουλίνη από μαρούλι που λαμβάνεται από το στόμα

Περίπου 537 εκατομμύρια ενήλικες υπολογίζεται πως ζουν παγκοσμίως με διαβήτη σήμερα- και ο αριθμός αυτός αναμένεται να αυξηθεί. Η ινσουλίνη προφανώς και σώζει ζωές, ωστόσο πρόσφατες κλινικές μελέτες έχουν δείξει πως οι ενέσεις μέσω «στυλό» ινσουλίνης μπορούν να τη στείλουν στο αίμα τόσο γρήγορα που μπορεί να επέλθει υπογλυκαιμία. Οι αυτόματες αντλίες ινσουλίνης μπορούν να χορηγούν ινσουλίνη με ακρίβεια, ελαχιστοποιώντας τον κίνδυνο, ωστόσο είναι ακριβές και διαθέσιμες μόνο σε λίγους ανά τον κόσμο.

Αυτά τα δεδομένα ενδέχεται να αλλάξουν χάρη σε μια νέα πρωτοποριακή μέθοδο- τη χορήγηση προϊνσουλίνης, βασισμένης σε φυτά, από το στόμα, σύμφωνα με νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Biomaterials, της οποίας ηγήθηκε ο Χένρι Ντάνιελ του Πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια.

Αν και η κλινική ινσουλίνη χρησιμοποιείται εδώ και πολλές δεκαετίες, της λείπει ένα από τα τρία πεπτίδια που λαμβάνουν χώρα στη φυσική ινσουλίνη. Το εργαστήριο του Ντάνιελ δημιούργησε μια ινσουλίνη βασιζόμενη σε φυτά η οποία περιέχει και τα τρία πεπτίδια και μπορεί να ληφθεί από το στόμα. Η δύναμη των τοιχωμάτων από κύτταρα φυτών προστατεύει την ινσουλίνη από οξέα και ένζυμα στο στομάχι του ασθενούς πριν το υλικό διασπαστεί. Μετά η ινσουλίνη που απελευθερώνεται χορηγείται στο συκώτι μέσω του άξονα εντέρου- συκωτιού.

Χρησιμοποιώντας διαβητικά ποντίκια, ο Ντάνιελ και η ομάδα του διαπίστωσαν πως η βασιζόμενη στα φυτά ινσουλίνη τους ρύθμιζε το σάκχαρο του αίματος εντός 15 λεπτών από τη λήψη της- πολύ παρόμοια με τη φυσική ινσουλίνη. Συγκριτικά, ποντίκια τα οποία έλαβαν συμβατικές ενέσεις βίωσαν ταχέως μειούμενα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα, οδηγώντας σε παροδική υπογλυκαιμία.

«Ο κίνδυνος υπογλυκαιμίας είναι ένα από τα μεγαλύτερα μειονεκτήματα του υπάρχοντος συστήματος χορήγησης και μπορούν να οδηγήσουν ακόμα και σε κώμα. Η ινσουλίνη μας, που λαμβάνεται από το στόμα, έχει και τις τρεις πρωτεΐνες και χορηγείται κατευθείαν στο συκώτι. Λειτουργεί όπως η φυσική ινσουλίνη, κάτι που ελαχιστοποιεί τον κίνδυνο υπογλυκαιμίας» είπε ο Ντάνιελ.

Ο Ντάνιελ διερευνά εδώ και καιρό χρήσεις για πρωτεΐνες που δημιουργούνται με φυτά. Σε έρευνα που δημοσιεύτηκε το 2015 ηγήθηκε μιας ομάδας ερευνητών οι οποίοι, για πρώτη φορά, έδειξαν την εμπορική βιωσιμότητα της παραγωγής ενός χαμηλού κόστους φαρμάκου από μαρούλια. Σε εκείνο το επιστημονικό άρθρο οι ερευνητές χρησιμοποίησαν παγωμένα φύλλα μαρουλιού για την παραγωγή ενός αποτελεσματικού φαρμάκου για αιμοφιλικούς. Ο Ντάνιελ έχει επίσης εργαστεί πάνω σε φάρμακα βασιζόμενα σε φυτά για την αντιμετώπιση της υπέρτασης, του Αλτσχάιμερ, της πολιομυελίτιδας και της οδοντικής πλάκας, ενώ επίσης δημιούργησε και μια φυτική τσίχλα που μειώνει το ιικό φορτίο της Covid-19 στο σάλιο.

Για την παραγωγή ινσουλίνης βασισμένης από φυτά, επιστήμονες ταυτοποίησαν γονίδια ανθρώπινης ινσουλίνης και μετά χρησιμοποίησαν ένα «gene gun» για να περάσουν τα γονίδια από τα τοιχώματα. Τα γονίδια ινσουλίνης ενσωματώνονται μετά στο γονιδίωμα του φυτού- στη συγκεκριμένη περίπτωση στο γονιδίωμα του μαρουλιού. Οι σπόροι που προκύπτουν διατηρούσαν μόνιμα γονίδια ινσουλίνης και ακολούθως το μαρούλι καταψύχθηκε, αλέστηκε και προετοιμάστηκε για χορήγηση από το στόμα.

Η διαδικασία αυτή είναι πολύ διαφορετική από την παραγωγή ινσουλίνης με συμβατικό τρόπο, που περιλαμβάνει την καλλιέργεια της ορμόνης σε βακτήρια ή κύτταρα μαγιάς, μια ακριβή διαδικασία η οποία απαιτεί αποστείρωση και χαμηλή θερμοκρασία για μεταφορά και αποθήκευση. Η μέθοδος παραγωγής του Ντάνιελ εξαλείφει την ανάγκη για ακριβό, πολύπλοκο εργαστηριακό εξοπλισμό και καταλήγει σε ένα προϊόν που είναι σταθερό σε θερμοκρασία δωματίου.