Een samenwerking tussen het Nanoscience Center van de afdeling en MedImmune zet grote stappen in de richting van een veiligere en effectievere behandeling van diabetes type 2 en obesitas.

De scheikundige ingenieurs van Cambridge hebben oxyntomoduline bestudeerd, een menselijk peptide, die het potentieel heeft om een ​​veilige en efficiënte vorm van behandeling te zijn voor zowel diabetes type 2 als obesitas. Een van de voordelen van het nieuwe medicijn is dat in tegenstelling tot andere behandelingen voor diabetes type 2, het zal de patiënt niet doen aankomen - in feite, nogal Het tegenovergestelde.

"Er zijn aanwijzingen dat oxyntomoduline zowel de eetlust vermindert als een lichte verhoging van de lichaamstemperatuur en een verhoging van de hartslag veroorzaakt, wat helpt bij het afvallen, " zegt Sonja Kinna, een laatstejaars Ph.D. student, onder supervisie van professor Sir Mark Welland, die de zelfassemblage van peptiden onderzoekt als een geneesmiddelformulering voor de lange termijn. "Naast de behandeling van diabetes, we zien het als een potentieel wapen om obesitas te bestrijden."

Sonja en het team hebben de structurele eigenschappen van het peptide onderzocht, die kan worden opgeslagen in een fibrillaire (of lineaire) structuur. Deze structuur is inert, maar valt uiteen in een oplosbare toestand wanneer het onder de huid wordt geïnjecteerd, waardoor de afgifte van insuline in het lichaam wordt geactiveerd.

De traditionele behandeling van diabetes type 2 omvat het rechtstreeks injecteren van insuline bij de patiënt. Als er te veel insuline wordt toegediend, de patiënt kan hypoglykemie ontwikkelen, maar oxyntomoduline elimineert dat risico door ervoor te zorgen dat het lichaam van de patiënt zijn eigen insuline produceert en de insulineproductie in evenwicht houdt.

"We weten dat peptiden een zeer veilige en effectieve vorm van behandeling zijn, " zegt Sonja, "maar het probleem is dat het lichaam erop reageert zoals op eiwitten, ze als voedsel behandelen en daarom afbreken. Daarom is het vermogen om de gefibrilleerde vorm van oxyntomodulin te gebruiken zo belangrijk. We kunnen het gebruiken als een depot van waaruit het actieve peptide over een langere periode in de bloedbaan diffundeert."

Langzame afgifte van zelf-geassembleerde structuren zorgt voor een aanhoudende actie die de korte halfwaardetijd van peptiden omzeilt. Dit betekent dat het effect van het medicijn bij mensen enkele dagen of zelfs weken kan aanhouden. Hoewel het medicijn potentieel effectief is in zijn vrije vorm, het zou vaak moeten worden toegediend, misschien wel om de vier uur.

De krant van het team, 'Controle van de biologische activiteit van een peptidehormoon in vivo door omkeerbare zelfassemblage', won de Medimmune 2017 Global Excellence Award voor de beste publicatie van het jaar. De prijs erkent uitzonderlijke bijdragen om innovatieve wetenschap te bevorderen en een enorme waarde te leveren aan de MedImmune-organisatie.

"Het beste aan dit project was de samenwerking met MedImmune, ", zegt Sonja. "Het is geweldig omdat we [in Cambridge] de structuur van de peptiden op nanoschaal bestuderen, terwijl de biologen van MedImmune de betrokken risicofactoren bekijken vanuit het oogpunt van de industrie. Samen werkt het heel goed."

De samenwerking blijkt gunstig voor zowel de universiteit als MedImmune, en is potentieel levensveranderend voor miljoenen.

"Dit werk laat zien hoe universitair onderzoek met een commerciële partner de geneeskunde kan innoveren, ", zegt professor Sir Mark Welland. "Onze jarenlange onderzoek naar hoe eiwitten en peptiden nanostructuren kunnen vormen, heeft ons in staat gesteld een potentieel medicijn te nemen en de toediening ervan opnieuw te ontwerpen om het veel effectiever te maken."

Het Cambridge-team gebruikt atomaire krachtmicroscopie om signalen te volgen en afbeeldingen van de fibrillen te maken, die helemaal niet te zien is, zelfs met behulp van de krachtigste optische microscopen. Ze onderzoeken ook de kinetiek en thermodynamica van fibrillatie en peptideafgifte om beter te begrijpen hoe ze onder verschillende omstandigheden werken.

Er is, natuurlijk, er moet nog veel werk worden verzet voordat een geneesmiddel op de markt kan verschijnen, en het moet onder zeer nauwkeurige omstandigheden worden uitgevoerd. Het is vitaal werk, echter. Deze studie biedt niet alleen hoop op een betere behandeling van diabetespatiënten, maar het heeft ook implicaties voor het begrijpen van ziekten zoals de ziekte van Parkinson, die worden veroorzaakt wanneer eiwitten onomkeerbaar fibrilleren.

"Het is erg spannend, ", zegt Sonja. "Er zit zoveel potentie in dit werk, niet alleen voor het ontwerp en de levering van medicijnen, maar ook voor het begrijpen van de ontwikkeling van ziekten die momenteel ongeneeslijk zijn."