Изследване, проведено от Държавния университет в Орегон, обяснява как се създава важно лекарство срещу диабет тип 2 в природата. Това би могло потенциално да подобри неговото производство чрез биотехнологии.
Откритията са особено важни, тъй като търсенето на лекарството акрабоза в световен мащаб нараства на фона на увеличаването на случаите на диабет тип 2 – според Международната федерация за борба с диабета заболяването засяга почти 500 млн. души по света.
Лекарството, разработено от „Байер“, се предлага на пазара от 1996 г. насам под търговското наименование Precose. Акрабоза води началото си от почвените бактерии, но до момента биосинтетичните пътища, лежащи в основата на неговото формиране – т.е. през какви стъпки минават ензимите, за да катализират химичните реакции, отговорни за образуването му – не бяха известни.
Откритията от изследването, ръководено от Тайфо Махмуд от Държавния университет в Орегон, са публикувани в Nature Communications.
Диабет тип 2, който често се асоциира със затлъстяване и ниска физическа активност, представлява сериозно метаболитно заболяване, което засяга начина, по който тялото метаболизира глюкозата – захарта, която е ключов източник на енергия.
Това означава, че някои пациенти не откликват адекватно към инсулина – т.е. хормона, който се произвежда от панкреаса и който отваря „вратата“, през която захарта навлиза в клетките. На практика телата им се противопоставят на неговите ефекти. В по-късните етапи от заболяването, когато панкреасът е изтощен, пациентите не произвеждат достатъчно инсулин и съответно нямат нормални нива на глюкоза.
Източник: Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-31232-4
И в двата случая захарта започва да се натрупва в кръвоносната система. Ако не се направи нищо по въпроса, това може да увреди множество основни органи и дори да увреди живота на пациента.
Тук на помощ идва акарбозата. Тя нормализира нивата на глюкозата в кръвта, като възпира (инхибира) алфа-глюкозидазните ензими – т.е. пречи на кръвната захар да се повиши твърде много след хранене, като блокира разграждането на въглехидратни храни като хляб, картофи и спагети и забавя чревното усвояване на някои захари.
Акарбозата се извлича от бактерии от вида актиноплани, както и от няколко други щама на почвени бактерии. Това е първият алфа-глюкозидазен инхибитор, одобрен за употреба в САЩ и Европа.
„Въпреки че акарбозата е изключително важна от терапевтична гледна точка, ние не знам как точно се създава в природата – казва Махмуд. – От една страна, нашето изследване хвърля повече светлина върху начина, по който този изключително ценен фармацевтичен продукт се създава, а от друга, предоставя платформа за бъдещи подобрения на индустриалните производствени процеси на акарбозата – например чрез модифицирането на ДНК-то на произвеждащата го бактерия или чрез други биотехнологични подходи. Това означава, че е важно да познаваме в цялост нейните биосинтетични пътища както от научна, така и от индустриална гледна точка.“
Това, което все още не знаем, е защо почвените бактерии произвеждат акарбоза, казва Махмуд. По какъв начин тази смес им е полезна? Според някои хипотези тя възпира преминаването на захари между вътре- и извънклетъчното пространство. Други твърдят, че ги предпазва от ензимите, които разграждат въглехидрати, или дори от други организми.
Източник: Medical Xpress
