Изследването на щата Орегон разкрива как ключовото лекарство за диабет се произвежда в природата

КОРВАЛИС, Оре. – Изследвания на Държавния университет в Орегон обясняват как важно лекарство за диабет тип 2 се произвежда в природата, отваряйки вратата за подобрения в производството чрез биотехнология.

Констатациите са особено важни, тъй като глобалното търсене на лекарството акарбоза нараства заедно с честотата на диабет тип 2 – според Международната диабетна федерация, болестта засяга близо 500 милиона възрастни по света.

Разработено от Bayer, лекарството е на пазара под търговската марка Precose от 1996 г. Акарбоза идва от почвени бактерии, но досега биосинтетичният път, лежащ в основата на неговото производство – последователността от стъпки, предприети от ензимите за катализиране на химичните реакции, отговорни за производството му – не беше известно.

Резултатите от проучването, водено от Тайфо Махмуд от Фармацевтичния колеж на OSU, бяха публикувани в Природни комуникации.

Често свързан със затлъстяване и ниска физическа активност, диабет тип 2 е сериозно метаболитно заболяване, което засяга приблизително един на всеки 10 американци. По-рано известен като диабет при възрастни, това е хронично състояние, засягащо начина, по който тялото метаболизира глюкозата, захар, която е ключов източник на енергия.

За някои пациенти това означава, че тялото им не реагира правилно на инсулина – то се противопоставя на ефектите на инсулина, хормонът, произвеждан от панкреаса, който отваря вратата на захарта да навлезе в клетките. В по-късните стадии на заболяването, когато панкреасът е изтощен, пациентите не произвеждат достатъчно инсулин, за да поддържат нормални нива на глюкоза.

И в двата случая захарта се натрупва в кръвния поток и, ако не се лекува, уврежда много основни органи, понякога до инвалидизиращи или животозастрашаващи степени.

Акарбозата нормализира нивата на кръвната глюкоза чрез инхибиране на ензимите алфа-глюкозидаза – помага да се предпази кръвната захар от покачване твърде бързо, след като някой яде, като блокира разграждането на нишестени храни като хляб, картофи и тестени изделия и забавя чревната абсорбция на някои захари.

Акарбозата произлиза от бактерии Actinoplanes и няколко други щама почвени бактерии. Това беше първият инхибитор на алфа-глюкозидаза, одобрен за употреба в Съединените щати и Европа

„Въпреки значителното терапевтично значение, как се произвежда акарбоза в природата, не е напълно разбрано“, каза Махмуд. „Нашето изследване не само хвърля светлина върху това как този високоценен фармацевтичен продукт се произвежда в природата, но също така предоставя платформа за по-нататъшни подобрения на промишленото производство на акарбоза – например чрез модифициране на ДНК на произвеждащи бактерии или чрез други биотехнологични подходи. Това означава, че познаването на неговия пълен биосинтетичен път е важно както от научна, така и от промишлена гледна точка.

Това, което остава неизвестно, добави Махмуд, е защо почвените бактерии произвеждат акарбоза – за каква цел им служи съединението? Някои предполагат, че той играе роля в прехвърлянето на захари между вътреклетъчните и извънклетъчните пространства на бактериите или че предпазва от разграждащите въглехидратите ензими на други организми.

„Каква точно е функцията на произвеждащите организми в естествената им среда остава вълнуваща тема за бъдещи изследвания“, каза той.

Такеши Цунода, Араш Самади и Сачин Бураде от Фармацевтичния колеж на OSU също участваха в това изследване, което беше финансирано отчасти от Националния институт по общи медицински науки и от Колежа по фармация.