Een insuline-injectie kan diabetessymptomen onder controle houden, maar eigenlijk zou het genezen van de ziekte betekenen dat de cellen in de alvleesklier genezen die insuline produceren, een hormoon dat de hoeveelheid suiker in het bloed regelt.

Een veelbelovende aanpak kan zijn om de regeneratie van die cellen met medicijnen te stimuleren. Maar er is een groot obstakel:de groei veroorzaakt door het medicijn is willekeurig, die weefsels niet alleen in de pancreas aantasten, maar door het hele lichaam.

Nutsvoorzieningen, een team van endocrinologen en chemici van Stanford University heeft een stap gezet om de juiste cellen nauwkeuriger aan te pakken, met behulp van een eigenschap die onderzoekers al lang kennen, maar nooit hebben gebruikt voor behandeling:bètacellen, de insulineproducerende cellen in de pancreas, hebben een bijzonder sterke smaak voor zink.

In een onderzoek dat online op 6 december wordt gepubliceerd in Cel Chemische Biologie , Stanford-onderzoekers gebruikten dat feit om selectief een medicijn aan bètacellen te leveren. Justin Annes, MD, doctoraat, assistent-professor geneeskunde, is de senior auteur. Afgestudeerde student Timothy Horton is de hoofdauteur.

De methode is nog niet geoptimaliseerd, en het is nog lang niet klaar voor klinisch gebruik. "We zijn in de vroegste stadia, " zei Annes. Maar in een veld waar de belangrijkste opties insuline-injecties en insulinepompen zijn, die het hormoon continu via een katheter afleveren, het zou de weg kunnen effenen voor aantrekkelijkere alternatieven.

Regeneratie zaaien

Diabetes is een ziekte waarbij het lichaam niet genoeg insuline kan produceren om een ​​normale bloedsuikerspiegel te behouden. Voor jaren, Het doel van Annes was om een ​​medicijn te ontwikkelen dat de regeneratie van insulineproducerende bètacellen zou bevorderen. Hoewel sommige onderzoekers dat onmogelijk achtten, Annes en zijn collega's zijn er onlangs in geslaagd specifieke moleculen te maken die bètacellen doen delen en meer bètacellen produceren.

Die vooruitgang zou diabetespatiënten nieuwe hoop kunnen hebben gegeven, maar er was een addertje onder het gras:de manier om bètacellen te laten beginnen met delen en repliceren, is dezelfde manier om veel andere cellen te laten delen en repliceren. Met andere woorden, onderzoekers kunnen mogelijk het aantal bètacellen in de pancreas verhogen, maar in het proces zouden ze ook veel andere celtypen krijgen om te repliceren. Het resultaat zou ongecontroleerd zijn, ongerichte replicatie die veel andere organen naast de pancreas zou aantasten, hoogstwaarschijnlijk ten kwade.

Toen bedacht Annes:onderzoekers weten al sinds de jaren veertig dat bètacellen er ongeveer 1 verzamelen. 000 keer meer zink dan omringende weefselcellen. Onderzoekers hebben dat feit meestal gebruikt als een manier om bètacellen in pancreasweefselmonsters te kleuren en visueel te identificeren. Maar Annes redeneerde dat als hij op de een of andere manier een regeneratief medicijn kon krijgen om zink te zoeken, hij zou het naar bètacellen kunnen krijgen.

Bel de apotheken

"Het enige probleem was Ik wist niet hoe ik verbindingen moest genereren die deze hypothese konden testen, ' zei Annes. Dus hij wendde zich tot Horton, een afgestudeerde student scheikunde, en Mark Smit, een senior onderzoeker bij Stanford ChEM-H en directeur van het Medicinal Chemistry Knowledge Center.

Samen, ze bedachten een strategie op basis van chelatie, een standaardtechniek in de chemie die in de geneeskunde misschien het best bekend is als een behandeling voor lood- en kwikvergiftiging. In dergelijke gevallen, artsen dienen een medicijn toe dat hechte banden vormt met de metalen, die vervolgens uit het lichaam kan worden gespoeld.

Annes, Horton en Smith wilden een zinkchelaatvormer gebruiken, die zich aan zink zal hechten waar het er ook in komt, om een ​​medicijn af te geven aan zinkminnende cellen, maar eerst moesten ze zien of de chelaatvormer zelf zich zou ophopen in bètacellen. Nadat de eerste laboratoriumtests hadden uitgewezen dat dit het geval was, ze hechtten een bètacel-regenererend medicijn aan het zinkchelerende middel, en ontdekte dat het medicijn zich ook zou opbouwen in bètacellen in een laboratoriumschaal.

Het team toonde ook aan dat de zinkchelatiebenadering meer van het medicijn in bètacellen vergaarde dan andere celtypen. Toen het medicijn werd toegediend aan rattencellen, inclusief bètacellen, in een gerecht, de bètacellen regenereerden ongeveer 250 procent meer dan andere celtypen. Het effect was kleiner, maar nog steeds aanwezig in menselijke cellen in een schaal:bètacellen repliceerden ongeveer 130 procent meer dan niet-bètacellen in de loop van het experiment.

Dat wil niet zeggen dat een behandeling om de hoek is, waarschuwen de onderzoekers. "Dit is de eerste demonstratie van een selectief afgeleverd replicatiemolecuul in bètacellen, "Annes zei, en "het is niet voldoende voor therapeutische toepassingen." Maar het team gelooft dat de aanpak op een dag tot behandelingen kan leiden als ze de bètacelselectiviteit kunnen verbeteren.