Proizvodnja insulina je, poslednjih 50-ak godina, dolazila sa određenim rizicima za pacijenta. Uprkos tome, lek je spasonosni za procenjenih 537 miliona odraslih koji žive sa dijabetesom širom sveta, a očekuje se da će taj broj rasti.
Nedavne kliničke studije pokazuju da injekcija insulinskim olovkama može dovesti do toga da insulin dospe u krvotok tako brzo da može doći do hipoglikemije ili nivoa šećera u krvi koji padne ispod zdravog opsega. Automatske insulinske pumpe mogu da isporuče precizan insulin i minimiziraju ovaj rizik, ali su skupe i dostupne samo malom delu pacijenata sa dijabetesom širom sveta.
Sada, oralna isporuka proinsulina na biljnoj bazi mogla bi da reši ove nedostatke, prema novoj studiji objavljenoj u časopisu Biomaterials, koju je vodio Henri Danijel sa Pennove škole stomatološke medicine.
Iako je klinički insulin u upotrebi nekoliko decenija, nedostaje mu jedan od tri peptida koji se javljaju u prirodnom insulinu. Laboratorija Daniell kreirala je insulin na biljnoj bazi koji sadrži sva tri peptida i može se unositi oralno. Snaga zidova biljnih ćelija štiti insulin od kiselina i enzima u pacijentovom želucu pre nego što se materijal razgradi od strane crevnih mikroba. Zatim, oslobođeni insulin se isporučuje u jetru preko ose crevo-jetra.
Koristeći dijabetičke miševe, Daniell i njegov tim su otkrili da njihov insulin na biljnoj bazi reguliše šećer u krvi u roku od 15 minuta od ingestije veoma slično prirodnom insulinu. Za poređenje, miševi koji su tretirani tradicionalnim injekcijama insulina doživeli su brzo smanjenje nivoa glukoze u krvi što je dovelo do prolazne hipoglikemije.
„Rizik od hipoglikemije je jedan od najvećih nedostataka trenutnog sistema isporuke i može čak dovesti do kome. Naš insulin, koji se daje oralno, ima sva tri proteina i isporučuje se pravo u jetru. Deluje kao prirodni insulin, koji minimizira rizik od hipoglikemije“, kaže Daniell.
Daniell je dugo istraživao upotrebu biljnih proteina. U studiji objavljenoj 2015. godine, on je predvodio tim istraživača koji je po prvi put pokazao komercijalnu održivost proizvodnje jeftinog leka napravljenog od biljaka zelene salate. U tom radu, istraživači su koristili osušene lišće zelene salate kako bi proizveli efikasan lek za pacijente sa hemofilijom. Daniell je takođe radio na lekovima na biljnoj bazi za lečenje plućne arterijske hipertenzije, Alchajmerove bolesti, dečije paralize i zubnog plaka i stvorio žvaku na biljnoj bazi koja smanjuje virusno opterećenje COVID-19 u pljuvački.
Da bi proizveli insulin na biljnoj bazi, naučnici su identifikovali ljudske insulinske gene, a zatim su koristili ono što Danijel naziva „genski pištolj“ da probije gene kroz čvrste zidove biljnih ćelija. Inzulinski geni se zatim integrišu u genom biljke, u ovom slučaju genom zelene salate. Dobijeno seme je trajno zadržalo insulinske gene, a potom uzgojena zelena salata je osušena zamrzavanjem, mlevena i pripremljena za oralnu isporuku u skladu sa regulatornim smernicama FDA.
Ovaj proces se znatno razlikuje od proizvodnje insulina na tradicionalan način, koji uključuje uzgoj hormona u bakterijama ili ćelijama kvasca, što je skup proces koji zahteva prečišćavanje i nisku temperaturu za transport i skladištenje. Daniellov proizvodni metod eliminiše potrebu za skupom, složenom laboratorijskom opremom i rezultira proizvodom koji je stabilan na sobnoj temperaturi.
Daniell kaže: „Videli smo vesti o uništavanju doza vakcine jer neke zemlje nemaju resurse za skladištenje u hladnjačama tokom celog procesa. To je ogroman trošak. Ova vrsta troškova postprodukcije se eliminiše korišćenjem naših metoda jer više puta smo pokazali da je proizvod stabilan na polici.“
Ubuduće, Daniell planira da testira insulin na biljnoj bazi kod pasa i ljudi.
„Mnogi psi imaju dijabetes, a vlasnici moraju da budu kod kuće da daju insulin tri puta dnevno“, kaže on. „Ranije smo radili pseće studije na psima sa hemofilijom ili srčanim oboljenjima, i znamo kako da umešamo biljni prah u njihovu hranu i dodamo malo ukusa slanine. Oni to vole.“
Za ljude, isporuka lekova na bazi biljaka mogla bi dramatično da promeni tretman dijabetesa i drugih bolesti.
„Sa ovim sistemom isporuke menjamo celu paradigmu, ne samo za insulin“, kaže Daniell. „Odrastao sam u zemlji u razvoju i video sam ljude kako umiru jer nisu mogli da priušte lekove ili vakcine. Za mene su pristupačnost i globalni pristup zdravstvenoj zaštiti osnova mog rada. I u ovom slučaju insulin činimo pristupačnijim dok značajno poboljšavajući ga. Pacijenti mogu dobiti vrhunski lek po nižoj ceni.“
