バンガロールのジャワハルラール ネルー先端科学研究センター (JNCASR)。 | 写真クレジット: ファイル写真
ジャワハルラール ネルー先端科学研究センター (JNCASR) の科学者たちは、膵臓を模倣した新しいシルクベースのヒドロゲル システムを開発しました。これは、糖尿病治療におけるインスリン送達における画期的な可能性をもたらします。
この革新的なアプローチは、より効率的で応答性の高いインスリン放出方法を提供し、1 型糖尿病と進行期の 2 型糖尿病の両方の患者が直面する課題に対処することが期待されています。
JNCASRの新化学ユニット生物有機化学研究室のT. Govindaraju教授と彼のチームは、以前に開発された受動的インスリン放出システムの成功が動機となったと述べた。 その研究では、インスリンが絹タンパク質フィブロインにカプセル化され、皮膚の下に注射され、その結果、5日間にわたってインスリンがゆっくりと拡散しました。 これらの発見に基づいて、ゴビンダラジュ教授のチームはシルクタンパク質を改変して、血中のグルコースレベルに反応してインスリンを放出する超スマートなシステムを作成しました。
「目標は、糖尿病を管理するために、体内のインスリンの産生と放出を担う器官である膵臓の機能を模倣し、体内の血糖値の上昇に応じてインスリンを継続的かつ制御的に供給するシステムを作成することでした。 」とゴビンダラジュ教授は語った。
この研究では、研究者らは、体内の異常に高い血糖値に反応し、必要に応じてインスリンの放出を引き起こす特別な要素をシステムに追加しました。 シルク製剤を注射すると、皮膚の下にゲルが形成され、インスリンの小さな貯蔵領域として機能します。
その後、血糖値の制御に重要な役割を果たすホルモンであるインスリンがこの貯蔵領域から制御された方法で放出され、糖尿病患者の血糖値を適切なレベルに維持するのに役立ちます。
インスリンの必要性を示す血糖値が高いと、ゲルからのインスリンの放出が促進されます。 このシステムは、必要なときに適切な量の薬を与える小さな自己調整装置に似ています。
このゲルのインスリン放出能力を向上させるために、研究チームはフェニルボロン酸 (PBA) と呼ばれるグルコース感知分子とグルコース オキシダーゼ (GOx) と呼ばれる酵素を使用しました。 これらのコンポーネントは連携してグルコースレベルの変化を感知し、ゲルからのインスリンの放出を引き起こします。
ゲルを皮下に注射すると、そのスポンジ状の構造が必要に応じてインスリンを保持したり放出したりするのに役立ち、インスリン放出のためのグルコース応答性ヒドロゲルのプラットフォームとなります。
長期的には、このスマート システムは、膵臓のインスリン放出能力を模倣した、より自然で個人に合わせたインスリン投与方法を提供する可能性があります。
マウスでの最初のテストでは、有効性と生体適合性の点で有望な結果が示されました。 インスリン投与を効果的に制御し、血糖値を正常化しました。 ただし、人体治験への移行とさらなる開発は、業界のパートナーシップと資金提供に依存します。
この提案されたシルクベースのシステムの潜在的な用途は、薬物送達、創傷治癒からさまざまな病状の組織工学に至るまで多岐にわたりますが、チームは現在、このシステムを実装するための産業界の協力に取り組んでいます。
シルクベースのインスリン送達システムは確かに生活を変える可能性を秘めており、従来のインスリン注射の煩わしさを必要とせずに、より便利で即応性のある糖尿病管理方法を提供します。