「スマート・インスリン」の進化
Nature Briefingは2024年10月17日に、科学者らは、血糖値に応じてオンとオフを切り替えることができる「スマート・インスリン(Smart insulin)」の一種を設計したと報告した。
私も軽度の糖尿病。このようなニュースは気になる。
この分子は、血糖値が低いときに閉じた非活性状態を保つ「スイッチ」で改変されている。血糖値が上昇すると、糖がインスリンの形状を変えて「オン」になる。
このインスリンは、ラットやブタの血糖値を下げるのにヒトのインスリンと同等の効力があり、現在のインスリン治療で起こり得る低すぎる血糖値(俗にいう低血糖)は起こらなかった。
一般に、高血糖より、低血糖が危険と言われている。
JR東京総合病院の糖尿病専門薬剤師は、錠剤のインシュリンを研究していた。
注射でなくなれば、糖尿病患者には負担が少ないが、飲み過ぎると低血糖になる可能性が高くなる。
そこが最大の問題だと言っていた。
Natureは2024年10月16日に、ダイアナ・クォン(Diana Kwon)は、「スマート・インスリン」は糖尿病性高血糖と致命的な低血糖を防ぐ。
動物の実験では、この分子が血糖値を自動的に下げ、下げすぎを防いだ。
新しい種類のインスリンは、血糖値に応じてその活性を変えることができる。
科学者は、血糖値に応じて自動的にオンとオフを切り替えることができる新しいタイプのインスリンを設計した。
動物実験では、この「スマート」インスリン1 は血糖値が低くなりすぎないようにしながら、高血糖濃度を効果的に下げた。
糖尿病患者にとって、血糖値のコントロールは重要だが大変な作業である。インスリンは血糖値を抑え、心血管疾患、慢性腎臓病、脳卒中、失明など、高血糖に関連する多くの長期的合併症を防ぐのに役立つ。世界中で推定4億2,200 万人の糖尿病患者のうち、大多数がインスリン注射を必要としている。
私の場合は、まだインスリン注射を必要としていない。
しかし、過剰なインスリンは血糖値の低下を引き起こし、低血糖と呼ばれる状態を引き起こし、意識喪失、発作、さらには死亡などの深刻な合併症のリスクにさらす。軽度または中程度の低血糖でさえ、不安、衰弱、混乱を引き起こす可能性がある。糖尿病患者、特に常にインスリン注射を必要とする1型糖尿病患者は、週に数回血糖値が低下する可能性があると、インディアナポリスにあるインディアナ大学の生化学者で医師のマイケル・ワイス(Michael Weiss)は言う。「これは本当に生活の質を損ないます。」
研究者たちは何十年もの間、人の血糖値に基づいてインスリンの働きを自動的に調整できるシステムの開発に取り組んできた。一般的な方法の1つは、血糖値が上昇するとインスリンを放出する沈着物を含む化合物を作ることだ。しかし、この方法の主な欠点は不可逆性であり、インスリンが放出されると抑制することはできない。
糖に敏感なスイッチ
今回ネイチャー誌に掲載された最新の研究では、インスリン自体をグルコースに敏感な成分で変更することでこの問題を回避している。デンマークのバウスバード(Bagsværd, Denmark,)にある製薬会社ノボ ノルディスク(Novo Nordisk)の主任科学者リタ スラビー(Rita Slaaby)とその同僚は、血中のグルコース濃度に応じて活性をオン/オフするスイッチを備えたインスリン分子を設計した。このスイッチは、マクロサイクル(macrocycle)と呼ばれるリング状の構造とグルコース(glucoside)から派生した分子であるグルコシド(glucoside)の2つの部分で構成されています。血中グルコース濃度が低い場合、グルコシド(glucoside)はリングに結合し、インスリンを閉じた不活性な状態に維持します。しかし、血中のグルコース濃度が上昇すると、糖がグルコシドを置き換えてインスリンの形状を変え、オンになります。
研究者らは、糖尿病の影響を模倣するためにグルコースを注入したブタ(pigs)とラット(rats)で、NNC2215と名付けたインスリン分子をテストした。研究者らは、動物に注射すると、NNC2215が通常のヒトインスリンと同等に血糖値を下げる効果があること、また、現在のインスリン治療で起こる血糖値の低下を防ぐことができることを発見した。「これは非常に優れた研究で、うまく設計されています。研究者らは、これが機能することを検証するために必要な実験をすべて行いました」と、メリーランド州ベセスダ(Bethesda, Maryland)にある国立衛生研究所(National Institutes of Health)の臨床化学者デビッド・サックス(David Sacks)は言う。「この研究は、このアプローチを追求する価値があるという勇気を与えてくれます。」
デビッド・サックスによると、この改変インスリンは、グルコースを標的とすることが初めて示されたものだ。ワイスらは以前、同様の分子スイッチを持つインスリン分子が別の糖分子であるフルクトース2(fructose2)に敏感であることを実証している。
この最新の分子については、いくつかの疑問が残っている。
1つは、この研究では、糖尿病患者に通常見られるよりも広い範囲の血糖値で「NNC2215」の活性を調べたため、今後の研究では、このインスリンが狭い範囲でも有効であることが実証されるはずだとサックスは言う。中国浙江大学のバイオメディカルエンジニアである Zhen Guは、この分子の安全性と価格も考慮すべき点だと指摘しています。(Guのチームはグルコース感受性インスリン分子も設計しています3)。
ノボ ノルディスクの広報担当者によると、この研究は NNC2215 のグルコース感受性インスリン特性の原理実証ですが、分子を最適化するためのさらなる研究が進行中です。
マイケル・ワイスによると、他にもいくつかのスマートインスリン薬が開発中であり、その中には自身のチームが同様のアプローチを使用して設計している薬もあります。最終的な目標は、医師が患者に個別化された治療法を提供できるように、一連のスマートインスリン薬を生み出すことです、と同氏は付け加えています。