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Medizin

Intelligentes Insulinmolekül wirkt nur bei hohem Blutzucker

Mittwoch, 11. Februar 2015

Insulinmolekül dpa

Cambridge - US-Forscher haben das Insulinmolekül so verändert, dass es nur bei erhöhten Blutzuckerwerten hormonell aktiv ist. Erste Experimente an Mäusen in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS 2015; doi: 10.1073/pnas.1424684112) zeigen, dass das Kunstinsulin besser auf Blutzucker­schwankungen reagiert als das natürliche Hormon.

Das natürliche Insulin wirkt, sobald es in den Blutkreislauf gelangt. Dies ist nach der Freisetzung aus den Beta-Zellen des Pankreas sofort der Fall. Das subkutan injizierte Insulin benötigt eine gewisse Zeit, bis es ins Blut diffundiert. Bei einigen Kunstinsulinen konnte der Wirkungseintritt durch Veränderungen in der Abfolge der Aminosäuren im Insulinmolekül beschleunigt werden. Noch besser wäre es allerdings, wenn das Insulin bereits im Blut wäre, wenn die Glukose aus dem Darm resorbiert wird. Vorher dürfte es allerdings nicht wirken, da es sonst zu einer lebensgefährlichen Unterzuckerung, der Hypoglykämie, kommt.

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Danny Chou vom Massachusetts Institute of Technology und Mitarbeiter haben das Insulin-Molekül chemisch modifiziert. Zunächst verbanden sie das Protein mit einer aliphatischen Fettsäure. Damit erhöhten sie die Zirkulationszeit des Insulins im Blut. Worauf der Effekt beruht, ist unklar. Chou vermutet, dass die Fettsäure zu einer verstärkten Bindung an Albumin führt, aus der Insulin dann langsam in kleinerer Menge freigesetzt wird.

Der eigentliche Clou ist jedoch die zweite chemische Veränderung. Sie besteht in einer Fusion des Insulinmoleküls mit einer Benzolboronsäure (BPA). Dies führte dazu, dass das Insulinmolekül nur dann wirksam wird, wenn der Blutzucker steigt. Erst die Bindung von Glukose-Molekülen an der BPA-Einheit aktiviert das Hormon. Das Forschungsteam experimentierte mit vier verschiedenen BPA—Varianten, in denen sie das Molekül beispielsweise mit einem Fluor- oder einem Stickstoffatom ausstatteten.

Dann testeten sie das Glukose-empfindliche Insulinmolekül an Mäusen. Die besten Ergebnisse wurden mit dem Fluor-haltigen BPA-Insulin erzielt. Insulin sprach dann schneller auf Veränderungen des Blutzuckers an als nach der Gabe eines konven­tionellen Insulins, und die Wirkung blieb dank der aliphatischen Komponente über 10 Stunden erhalten.

Bislang wurden die neuen Kunstinsuline nicht am Menschen getestet. Sollten sie sich aber als sicher und effektiv erweisen, würden sie die Behandlung des insulinpflichtigen Diabetes erleichtern. Die Patienten könnten dann möglicherweise die Zahl der täglichen Injektionen begrenzen und die Notwendigkeit einer regelmäßigen Blutzuckerkontrolle würde entfallen. Ob sich diese Erwartung erfüllen wird, lässt sich natürlich nicht vorhersagen.

© rme/aerzteblatt.de

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