Una collaborazione tra il Centro di nanoscienze del Dipartimento e MedImmune sta facendo passi da gigante verso un trattamento più sicuro ed efficace del diabete di tipo 2 e dell'obesità.

Gli ingegneri chimici di Cambridge hanno studiato l'ossintomodulina, un peptide umano, che ha il potenziale per essere una forma di trattamento sicura ed efficiente sia per il diabete di tipo 2 che per l'obesità. Uno dei vantaggi del nuovo farmaco è che, a differenza di altri trattamenti per il diabete di tipo 2, non farà ingrassare il paziente, anzi, piuttosto il contrario.

"Ci sono prove che l'ossintomodulina riduce l'appetito e provoca un leggero aumento della temperatura corporea e un aumento della frequenza cardiaca, che aiuterà con la perdita di peso, "dice Sonja Kinna, un dottorato di ricerca dell'ultimo anno alunno, supervisionato dal professor Sir Mark Welland, che sta studiando l'autoassemblaggio del peptide come formulazione di farmaci a lungo termine. "Oltre a curare il diabete, lo vediamo come una potenziale arma per combattere l'obesità".

Sonja e il team hanno esaminato le proprietà strutturali del peptide, che può essere immagazzinato in una struttura fibrillare (o lineare). Questa struttura è inerte, ma si smonta in uno stato solubile quando viene iniettato sotto la pelle, innescando il rilascio di insulina nel corpo.

Il trattamento tradizionale del diabete di tipo 2 prevede l'iniezione di insulina direttamente nel paziente. Se viene applicata troppa insulina, il paziente può sviluppare ipoglicemia, ma l'ossintomodulina elimina tale rischio inducendo il corpo del paziente a produrre la propria insulina e bilanciando la produzione di insulina.

"Sappiamo che i peptidi sono una forma di trattamento molto sicura ed efficace, "dice Sonia, "ma il problema è che il corpo reagisce a loro come farebbe con le proteine, trattandoli come cibo e quindi abbattendoli. Ecco perché la capacità di utilizzare la forma fibrillata di ossintomodulina è così importante. Possiamo usarlo come deposito da cui il peptide attivo si diffonde nel flusso sanguigno per un lungo periodo".

Il lento rilascio dalle strutture autoassemblate crea un'azione prolungata che aggira la breve emivita dei peptidi. Ciò significa che l'effetto del farmaco può durare nell'uomo per diversi giorni o addirittura settimane. Sebbene il farmaco sia potenzialmente efficace nella sua forma libera, dovrebbe essere somministrato frequentemente, forse ogni quattro ore.

La carta della squadra, "Controllo della bioattività di un ormone peptidico in vivo mediante autoassemblaggio reversibile", ha vinto il Medimmune 2017 Global Excellence Award per la migliore pubblicazione dell'anno. Il premio riconosce contributi eccezionali per far progredire la scienza innovativa e fornire un valore straordinario all'organizzazione MedImmune.

"La cosa migliore di questo progetto è stata la collaborazione con MedImmune, " dice Sonja. "È fantastico perché noi [a Cambridge] studiamo la struttura dei peptidi su scala nanometrica, mentre i biologi di MedImmune guardano ai fattori di rischio coinvolti da un punto di vista industriale. Insieme funziona molto bene".

La partnership si sta rivelando vantaggiosa sia per l'Università che per MedImmune, ed è potenzialmente in grado di cambiare la vita di milioni di persone.

"Questo lavoro dimostra come la ricerca universitaria con un partner commerciale possa innovare la medicina, " afferma il professor Sir Mark Welland. "I nostri anni di ricerca su come proteine ​​e peptidi possono formare nanostrutture, ci ha permesso di prendere un potenziale medicinale e ridisegnare la sua somministrazione in modo da renderlo molto più efficace".

Il team di Cambridge utilizza la microscopia a forza atomica per tracciare i segnali e creare immagini delle fibrille, che non si vede affatto, anche utilizzando il più potente dei microscopi ottici. Studiano anche la cinetica e la termodinamica della fibrillazione e del rilascio di peptidi per capire meglio come operano in varie condizioni.

C'è, Certo, molto lavoro da fare prima che qualsiasi farmaco possa apparire sul mercato, e deve essere eseguita in condizioni molto precise. È un lavoro vitale, però. Questo studio non solo fa sperare in un trattamento migliore per coloro che soffrono di diabete, ma ma ha anche implicazioni per la comprensione di malattie come il morbo di Parkinson, che si verificano quando le proteine ​​fibrillano irreversibilmente.

"È molto eccitante, " dice Sonja. "C'è così tanto potenziale in questo lavoro, non solo per la progettazione e la consegna della medicina, ma anche per comprendere lo sviluppo di malattie attualmente incurabili".