L’insuline dans une pilule ? Une nouvelle recherche répond à une question qui intrigue les chercheurs sur le diabète depuis 100 ans

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L’insuline est une hormone qui joue un rôle essentiel dans la régulation des niveaux de glucose (sucre) dans le sang. Il est produit par le pancréas et aide le corps à utiliser le glucose comme source d’énergie. Chez les personnes atteintes de diabète, le corps ne produit pas suffisamment d’insuline ou est incapable de l’utiliser efficacement, ce qui entraîne une glycémie élevée.

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Les chercheurs de WEHI ont résolu une question centenaire dans la recherche sur le diabète en découvrant qu’une molécule autre que l’insuline peut avoir le même effet. Cela fournit des informations précieuses pour la création future d’une pilule orale d’insuline.

Des chercheurs du Walter and Eliza Hall Institute (WEHI) de Melbourne ont enfin répondu à une question qui intrigue les chercheurs sur le diabète depuis un siècle : une molécule autre que l’insuline peut-elle avoir le même effet ? Les découvertes de l’équipe fournissent des informations cruciales sur le développement d’une pilule orale d’insuline.

Ils ont démontré avec succès comment une molécule autre que l’insuline peut imiter l’insuline, essentielle au maintien de la glycémie.

L’étude dirigée par WEHI ouvre de nouvelles voies pour le développement de médicaments qui pourraient remplacer les injections quotidiennes d’insuline pour les personnes atteintes de diabète de type 1.

Mike Lawrence, Nicholas Kirk et Mai Margetts

LR : Le professeur Mike Lawrence, le Dr Nicholas Kirk et Mai Margetts ont produit les premières images 3D d’une molécule imitant l’insuline interagissant avec le récepteur de l’insuline. 1 crédit

En un coup d’œil

  • Des chercheurs ont visualisé précisément comment une molécule imitant l’insuline reproduit l’activité de l’insuline pour réguler la glycémie
  • L’étude répond à une question centenaire de savoir s’il est possible de remplacer l’insuline
  • Les résultats éclairent de nouvelles opportunités pour le développement de mimétiques oraux de l’insuline qui pourraient remplacer les injections quotidiennes par les diabétiques de type 1
  • Les personnes atteintes de diabète de type 1 ne peuvent pas produire d’insuline et ont besoin de plusieurs injections quotidiennes d’insuline pour contrôler leur glycémie.

La nouvelle recherche confirme que des molécules alternatives peuvent être utilisées pour activer l’absorption de glucose dans le sang, en contournant complètement le besoin d’insuline.

L’étude, publiée dans Insulin Mimicking Molecule Bound to the Insulin Receptor

A 3D image showing how an insulin mimicking molecule (purple) interacts with part of the insulin receptor (grey) to turn in on. Once activated, the receptor directs cells to soak up glucose when the body’s sugar levels are too high. Credit: WEHI

Why is there no insulin pill?

Dr. Kirk said scientists have struggled to make insulin as a pill because insulin is unstable and readily degraded by the body upon digestion.

“Since the discovery of insulin 100 years ago, the development of an insulin pill has been a dream for diabetes researchers but, after decades of trying, there has been little success,” he said.

The research has now accelerated dramatically with the development of cryo-electron microscopy (cryo-EM), a new technology that can visualize complicated molecules in atomic detail, allowing researchers to generate 3D images (“blueprints”) of the insulin receptor rapidly.

“With cryo-EM, we can now directly compare how different molecules, including insulin, change the shape of the insulin receptor,” said Dr. Kirk.

“Insulin’s interaction turns out to be far more complex than anyone predicted, with both insulin and its receptor changing shape dramatically as they partner up.”

Mimicking insulin with simple molecules

The new research shows how an insulin-mimicking molecule acts on the insulin receptor and turns it on, the first step in a pathway that directs cells to soak up glucose when the body’s sugar levels are too high.

The team performed intricate cryo-EM reconstructions to obtain blueprints of several molecules called “peptides” that are known to interact with the insulin receptor and hold it in the “active” position.

The cryo-EM experiments identified that one peptide that can bind to and activate the receptor in a manner similar to insulin.

“Insulin has evolved to hold the receptor carefully, like a hand bringing a pair of tongs together,” Dr. Kirk said.

“The peptides we used work in pairs to activate the insulin receptor – like two hands grabbing the pair of tongs around the outside.”

While therapeutic outcomes are distant, the team’s discovery could lead to a drug to replace insulin, reducing the need for injections by diabetics.

“Scientists have had success replacing these kinds of mimetic molecules with drugs that can be taken as pills,” Dr. Kirk said.

“It’s still a long road that will require further research, but it’s exciting to know that our discovery opens the door for oral treatments for type 1 diabetes.”

Reference: “Activation of the human insulin receptor by non-insulin-related peptides” by Nicholas S. Kirk, Qi Chen, Yingzhe Ginger Wu, Anastasia L. Asante, Haitao Hu, Juan F. Espinosa, Francisco Martínez-Olid, Mai B. Margetts, Faiz A. Mohammed, Vladislav V. Kiselyov, David G. Barrett and Michael C. Lawrence, 28 September 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-33315-8

The research was funded by Lilly.

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