الأنسولين هو دواء منقذ للحياة، ويساعد على التحكم في مستويات السكر في الدم لدى مرضى السكري. وعلى الرغم من أنه ليس علاجًا، فقد أنقذ هذا الاكتشاف ملايين الأرواح، حيث قدم العلاج لمرض كان يعتبر في السابق بمثابة حكم بالإعدام .
لكن أحد المعالم البارزة التي طال انتظارها في إدارة مرض السكري هو استبدال حقن الأنسولين اليومية بدواء عن طريق الفم.
وأوضح جيانغنينغ هو، الأستاذ في المركز الوطني للبحوث الهندسية للأطعمة البحرية بجامعة داليان للفنون التطبيقية، في رسالة بالبريد الإلكتروني: “يتم إعطاء الأنسولين حاليًا عن طريق الحقن، وهو ما قد يكون غير مريح للمرضى”. “إن تطوير أدوية الأنسولين عن طريق الفم يمكن أن يوفر خيارًا أكثر ملاءمة للمرضى، مما يعزز امتثالهم وسهولة الاستخدام.” لاكن هئا اسهل قول من الفعل.
المشكلة مع الببتيدات
الأنسولين عبارة عن ببتيد، مما يعني أنه جزيء يتكون من اثنين أو أكثر من الأحماض الأمينية المرتبطة بسلسلة. توجد الببتيدات في جميع أنحاء الجسم وتخدم العديد من الوظائف البيولوجية المهمة، ولها العديد من المزايا المحتملة عندما يتعلق الأمر بتطبيقاتها كأدوية.
المشكلة هي أن طبيعتها الكيميائية تفرض قيودًا على كونها مرشحة للأدوية. أي أنها تتحلل بسهولة في ظل الظروف الحمضية الموجودة في المعدة، ولا يتم امتصاصها جيدًا من خلال الجهاز الهضمي، وحتى عندما تصل إلى مجرى الدم، يتم تفكيكها بسهولة والتخلص منها بواسطة إنزيمات الجسم.
وهذا يجعل الخيار الأفضل حاليًا لمرضى السكري لتلقي الأنسولين عن طريق الحقن، والذي يتجاوز كل هذه الحواجز الطبيعية. ولكن هذا لا يعني أن الباحثين لا يزالون يفكرون خارج الصندوق للتوصل إلى بديل شفهي.
وقال هو: “يتطلب حقن الأنسولين من المرضى تحديد جرعات الأدوية بدقة وإتقان تقنيات الحقن”. “وإلا فقد يؤدي ذلك إلى تقلبات في مستويات السكر في الدم. إن التطوير الناجح لأدوية الأنسولين عن طريق الفم لديه القدرة على تحسين نوعية الحياة بشكل كبير لمرضى السكري.
وتابع: “مع توفر الأنسولين عن طريق الفم، لن يضطر المرضى إلى تحمل الحقن المتكررة، وبالتالي تقليل الألم والانزعاج”.
حلزون ذاتي التجميع
يعد هو جزءًا من فريق من الباحثين الذين يعملون لتحقيق هذا الهدف باستخدام عقار nateglinide، وهو دواء مضاد لمرض السكري يستخدم عادةً جنبًا إلى جنب مع علاجات الأنسولين للتحكم في مستويات السكر في الدم لدى المرضى المصابين بداء السكري من النوع الثاني. يعمل Nateglinide عن طريق تحفيز إنتاج الأنسولين في خلايا بيتا البنكرياسية، والتي تصبح تالفة أو مختلة وظيفيا لدى مرضى السكري.
وأوضح هو: “إنه علاج تكميلي لمرض السكري”. “بالمقارنة مع الأنسولين [الذي يجب حقنه]، فإن Nateglinide هو دواء عن طريق الفم يمكن أن يكون بمثابة بديل أو مكمل للعلاج بالأنسولين. وهو مناسب بشكل خاص للأفراد المصابين بداء السكري من النوع الثاني والذين يعانون من ارتفاع مستويات السكر في الدم بعد الوجبات ويحتاجون إلى خفض مستويات السكر في الدم.
لكن يمكن أن يكون Nateglinide أمرًا صعبًا لأن تناوله في الوقت الخطأ قد يؤدي إلى زيادة تقلبات نسبة السكر في الدم وانخفاض مفاجئ في نسبة السكر في الدم يشار إليه باسم نقص السكر في الدم، وهو ما يمكن أن يهدد الحياة.
يقول هيو إنه وفريقه استوحوا الإلهام من قدرة الببتيدات التي تحتوي على حلقات فينيل سداسية الأعضاء ، مثل D-phenylalanine، على التجمع ذاتيًا في هياكل أكثر تعقيدًا، بناءً على روابط ضعيفة تتشكل بين هذه الحلقات والمجموعات الكيميائية الأخرى في الجزيئات. . يعد تكوين الحلزون المزدوج للحمض النووي مثالًا رئيسيًا لكيفية تنظيم وحدات البناء الجزيئية الصغيرة تلقائيًا لتكوين بنية معقدة أكبر.
يوفر Nateglinide طبقة واقية
نظرًا لأن Nateglinide هو أحد مشتقات D-phenylalanine، يقول هو إنهم طوروا فكرة استخدامه كحامل وقائي ذاتي التجميع للأنسولين لإبقائه آمنًا من المعدة والجهاز الهضمي.
ولكن عندما يتجمع Nateglinide ذاتيًا من تلقاء نفسه، فإنه يشكل حلاً واضحًا، وهو ما لم يكن ما كان يأمله الفريق في البداية. وقال هو: “أردنا تطوير طبقة تشبه الهلام يمكن أن تكون بمثابة حاجز وقائي للأدوية عن طريق الفم”.
وبمحض الصدفة، عندما أضيفت كمية صغيرة من كاتيونات الكالسيوم إلى المحلول، تشكل هلام حليبي. لم يتم ملاحظة ذلك في التجميع الذاتي لببتيد ثنائي فينيل ألانين وكذلك الببتيدات الأخرى التي اختبروها، والتي يعزوها هو إلى حلقة الكربون الموجودة في ناتيجلينيد، والتي تساعد على إعاقة التجميع الذاتي قليلاً في وجود الكاتيونات، مما يجعله قليلا من الحل.
باستخدام الفحص المجهري المتقدم، تمكن الفريق من تحديد أن ألياف الناتلينيد المجمعة ذاتيًا كانت ترتب نفسها في بنية حلزونية أعسر، والتي قاموا بتغليفها على سطح جزيئات صغيرة مملوءة بالأنسولين. وقال هو: “لقد وفر هذا الطلاء تغليفًا أكثر فعالية للأنسولين مقارنة بالجيل الصغير وحده”.
قام الفريق بمراقبة الإطلاق المستدام والدورة الدموية الطويلة للأنسولين والنيتلينيد من الكبسولات الهلامية الدقيقة المحملة في القناة المعوية.
وأوضح: “لقد حافظوا بشكل تآزري على مستوى طبيعي نسبيًا من الجلوكوز في الدم واستعادوا وظيفة الجزر البنكرياسية التالفة في الفئران المصابة بالسكري بعد تناولها عن طريق الفم مرة واحدة كل ثلاثة أيام”. “لم تظهر اختبارات الـ 90 يومًا […] أي علامات سمية وأظهرت توافقًا حيويًا ممتازًا عند تناولها عن طريق الفم.”
المشكلة مع سوق الأنسولين
على الرغم من تطوير الأنسولين منذ أكثر من 100 عام كعلاج لمرض السكري وبيع مخترع براءة الاختراع مقابل دولار واحد فقط، إلا أن الأسعار الحالية لأدوية الأنسولين في الولايات المتحدة وصلت إلى مستويات حرجة.
أظهر مقال نُشر عام 2017 في صحيفة نيويورك تايمز أنه بين عامي 2002 و2013، تضاعفت أسعار منتجات الأنسولين الأكثر شيوعًا ثلاث مرات، حيث وصل بعضها إلى 900 دولار لكل مريض شهريًا.
كتب ريان نوكس، زميل أبحاث كبير في مركز سولومون لقانون وسياسة الصحة بجامعة ييل، في مجلة القانون والعلوم الحيوية : “هذه الأسعار المرتفعة لها عواقب وخيمة على المرضى” . “واحد من كل أربعة أشخاص مصابين بالسكري في الولايات المتحدة يقنن تناول الأنسولين، مما قد يؤدي إلى مضاعفات خطيرة وحتى الموت.”
أندرو بوسبيسيليك، الذي لم يشارك في دراسة هو، هو أستاذ في قسم علم الوراثة اللاجينية في معهد فان أنديل وخبير في علم الوراثة الوظيفية، وبيولوجيا الأمراض المعقدة، وعلم الوراثة اللاجينية، مع التركيز على الأمراض الأيضية مثل مرض السكري والسمنة. ويرى أن هذا العائق أمام المنافسة يمثل عقبة محتملة أمام منصة التسليم الشفهية التي يتبناها هيو.
وأوضح بوسبيسيليك: “ببساطة، فإن [دواء مرض السكري عن طريق الفم] من شأنه أن يتجنب الحاجة إلى الحقن الذاتي، وبالتالي يأتي مع تحسين الامتثال، ومعايير رعاية المريض وراحته (خاصة مع الأطفال)، [فضلًا عن] تقليل النفايات البيولوجية”. “سواء كانت شركات الأدوية الكبرى التي تهيمن على هذا السوق تريد أن يصبح هذا علاجًا حقيقيًا أم لا، فإن عدد لا يحصى من براءات الاختراع [و] المصالح التجارية، سيحدد ما إذا كان هذا النهج سينجح أم لا – بالإضافة بالطبع إلى جودة التكنولوجيا. نفسها، واستجابات المرضى، وملفات السلامة، ونتائج التجارب السريرية.
على الرغم من أن الاختبارات الأولية أظهرت نتائج واعدة، وأن هو لا يزال متفائلاً، إلا أنهم يعترفون بسهولة بأنه لا تزال هناك عقبات يجب التغلب عليها، وأسئلة لم تتم الإجابة عليها والتي تحتاج إلى معالجة قبل التجارب السريرية – وهو أمر يحرصون على متابعته قريبًا.
وأكد هو أن الفريق يريد أن يحدث فرقا للمرضى. وفي سعيهم لإحداث تأثير حقيقي، فإنهم لا يعملون على تطوير معرفتنا فحسب، بل يدفعون المجتمع أيضًا إلى الأمام نحو مستقبل أكثر إشراقًا وصحة.
