Sebbene moderatamente mobile, le lumache marine dei coni hanno perfezionato diverse strategie per catturare le prede. Alcune specie cacciatrici di pesci rilasciano veleno nell'acqua circostante. Dentro il pennacchio di veleno tossico, il pesce soccombe all'insulina ad azione rapida che lo rende immobile. Mentre il pesce si dimena, la lumaca esce dal suo guscio per ingoiare intera la vittima pacificata.

I ricercatori della University of Utah Health hanno dettagliato la funzione delle insuline di lumaca conica, avvicinandoli di un passo allo sviluppo di un'insulina ad azione più rapida per il trattamento del diabete. I risultati dello studio sono disponibili nel numero del 12 febbraio della rivista eLife .

"Queste lumache hanno sviluppato una strategia per colpire e sottomettere la loro preda con un massimo di 200 composti diversi, uno dei quali è l'insulina, " disse Helena Safavi-Hemami, dottorato di ricerca, assistente professore di biochimica presso la U of U Health e autore senior del documento. "Di tanto in tanto, impariamo qualcosa di unico dalla natura e da milioni di anni di evoluzione."

Insulina, un ormone prodotto dal pancreas per regolare la glicemia, consiste di due segmenti chiamati catene A e B. Il cluster B forma dimeri ed esameri che consentono al pancreas di immagazzinare l'ormone per un uso successivo. Questo segmento è anche necessario per attivare i recettori dell'insulina che segnalano al corpo di assorbire lo zucchero dal sangue. L'insulina deve subire diverse conversioni per decluster prima di poter abbassare la glicemia.

Una persona con diabete di tipo 1 non è in grado di produrre insulina e richiede iniezioni giornaliere per gestire la glicemia. Nonostante decenni di ricerche, l'insulina prodotta continua a contenere la catena B per attivare il recettore per abbassare la glicemia, ritardando l'effetto del farmaco di 3090 minuti.

Safavi-Hemami e il suo team hanno esaminato la funzione di sette sequenze di insulina trovate nel veleno di tre specie di lumaca a conoConus geographus, C. tulipa e C. kinoshitai. inaspettatamente, ogni specie produce insulina con strutture leggermente diverse. Nonostante queste differenze, ogni insulina è ad azione rapida perché manca della parte appiccicosa della catena B che si trova nell'insulina umana.

"L'evoluzione potrebbe essere la forza trainante per aumentare la diversità molecolare delle molecole di tossina che le specie di lumaca dei coni usano per cacciare le prede, " ha detto Danny Hung-Chieh Chou, dottorato di ricerca, assistente professore di Biochimica presso la U of U Health e coautore del documento.

Il team ha testato come ciascuna delle sequenze di insulina ha abbassato la glicemia nel pesce zebra e nei topi. Gli animali modello sono stati trattati con streptozotocina per indurre i sintomi del diabete di tipo 1 prima che agli animali venissero somministrate le diverse insuline sintetizzate.

Safavi-Hemami ha trovato tre delle sequenze di insulina generate dal veleno (Con-Ins T1A da C. tulipa, Con-Ins G1 di C. geographus e Con-Ins K1 di C. kinoshitai) hanno abbassato efficacemente la glicemia. Utilizzando linee cellulari, hanno scoperto che le sequenze di insulina della lumaca del cono erano in grado di legarsi e attivare il recettore dell'insulina umana, nonostante manchi la parte della catena B trovata nell'insulina umana. Queste sequenze, però, sono da 10 a 20 volte meno potenti dell'insulina umana.

Secondo Safavi-Hemami, ogni configurazione unica fornisce al team di ricerca un modello leggermente diverso da considerare quando si progettano nuovi farmaci che agiscono rapidamente ed efficacemente.

"Stiamo iniziando a scoprire i segreti delle lumache cono, " ha detto Safavi-Hemami. "Speriamo di utilizzare ciò che impariamo per trovare nuovi approcci per curare il diabete".