Forskere afslører: Vi har taget fejl af insulin

Det er lige lidt mere end 100 år siden, at insulin for første gang blev identificeret.

Det har siden ledt til udvikling af mange forskellige behandlinger til personer med type 1-diabetes og blandt andet gjort Novo Nordisk A/S til en af verdens største medicinalfirmaer.

I de lidt mere end 100 år har forskere haft en god forståelse for, hvordan insulin opfører sig i kroppen.

I store træk kan insulin eksistere som monomerer, der kan gå sammen i par og danne dimerer. Dimerer kan så gå sammen i grupper af tre og danne heksamerer.

‘Ikke som vi har troet’

Om insulin eksisterer som monomerer, dimerer eller heksamerer har betydning for optaget i kroppen. Monomerer er den aktive form og virker hurtigt, mens insulin lagres som heksamerer. Insulinpræparater, som primært er heksamerer, bliver derfor optaget langsomt i kroppen og har en længerevarende effekt.

Denne viden er også benyttet i udviklingen af de mange insuliner, der i dag findes på markedet for behandling af type 1-diabetes.

Vi håber, at forskere i industrien vil tage denne nye metode til sig i den fremadrettede udvikling af insulin, fordi den kan bidrage til at lave bedre insuliner, der kan lede til bedre behandlingsmuligheder af personer med type 1-diabetes

Professor Knud J. Jensen, Kemisk Institut, Københavns Universitet

Nu viser ny forskning, at en del af antagelsen om insulins egenskaber i opløsning skal have en justering.

»Fordelingen mellem de forskellige insulinmolekyler i en opløsning er ikke, som vi altid har troet. Den er meget anderledes med meget færre enkeltmolekyler og flere heksamerer,« siger en af forskerne bag studiet, professor Knud J. Jensen fra Kemisk Institut på Københavns Universitet.

»Det kan betyde, at når personer tager insulin, er der færre af de enkelte hurtigtvirkende insulinmolekyler og flere af de langsomt virkende store heksamerer, og det har betydning for effekten af insulin på både kort og lang sigt,« fortæller professor Knud J. Jensen.

Forskningen er offentliggjort i Communications Biology.

Insulin-kemi er anderledes end antaget

Ved hjælp af avancerede mikroskoper til at studere enkelte molekyler kunne forskerne i studiet for første gang kortlægge, hvordan insulin opfører sig i opløsning ét molekyle ad gangen. Iagttagelserne viser, at de hidtidige formodninger om insulin er grovkornede og upræcise.

Fremfor at eksistere som monomerer, der går sammen og bliver til dimerer, der går sammen og bliver til heksamerer, er monomererne i stand til at danne både dimerer, trimerer, tetramerer, pentamerer og heksamerer.

Faktaboks:Insulinmolekyler lagres i kroppen som heksamerer.Det er dog monomererne, som er biologisk aktive.Når insulin skal binde til insulinreceptorerne på kroppens celler og indvirke på optaget af sukker fra blodet, skal heksamererne derfor først nedbrydes til monomerer.

Forskerne kunne i mikroskopet se, hvor hurtigt processerne går, og hvordan fordelingen mellem de forskellige molekyler er i opløsning. De kunne også se, hvad der sker, når man tilsætter zink, hvilket er en vigtig del af insulin-kemien i kroppen.

Blandt andet viser resultaterne, at heksamerer slet ikke bliver dannet ved, at tre dimerer går sammen, men i stedet når én dimer går sammen med en tetramer.

Forskerne kunne også se, at der faktisk slet ikke er så mange enkelte insulinmolekyler i en opløsning, som det altid har været antaget.

»Faktisk betyder det, at der er halvt så mange enkeltmolekyler i forhold til vores antagelser, og der er mange flere af heksamererne. Vores studier er i opløsning og ikke i forsøgsdyr eller mennesker, men vi tror, det kan få stor betydning for udviklingen af nye insulin-præparater,« forklarer en anden af forskerne bag studiet, professor Nikos Hatzakis.

Kan lede til bedre insuliner

Knud J. Jensen og Nikos Hatzakis understreger, at opdagelsen ikke betyder, at personer med type 1-diabetes er blevet fejlmedicineret de seneste 100 år.

I stedet skaber opdagelsen en bedre grundlæggende forståelse af insulin-kemi, som kan benyttes fremadrettet til at udvikle bedre både hurtigtvirkende og langsomt virkende insuliner.

Opdagelsen kan også benyttes til at undersøge, om de insuliner, der i dag eksisterer på markedet, opfører sig i opløsning, som de er designet til.

I store træk bliver der udviklet to typer af insulin:

• Basalinsulin, der er langsomt virkende, skal man tage én gang i døgnet, og det består hovedsageligt af store klynger af insulinmolekyler.

• Måltidsinsulin, der er hurtigtvirkende, består hovedsageligt af flere monomere insulinmolekyler.

»I vores undersøgelser har vi både studeret human insulin og et produkt, som er udviklet til at være hurtigtvirkende. Vi kan se, hvordan forholdet mellem de forskellige former for insulinmolekyler er i begge typer af insulin, og at der ganske rigtigt er flere monomerer i det hurtigtvirkende insulin. Vi håber, at forskere i industrien vil tage denne nye metode til sig i den fremadrettede udvikling af insulin, fordi den kan bidrage til at lave bedre insuliner, der kan lede til bedre behandlingsmuligheder af personer med type 1-diabetes,« siger Knud J. Jensen.

Han peger blandt andet på, at udsving i blodsukkeret er et stort problem for mange personer med type 1-diabetes. Udsving i blodsukkeret er også det, som leder til de mange følgevirkninger til en diagnose med type 1-diabetes.

»Vores studier er i opløsning, men måske kan indsigten i forholdet mellem de forskellige insulin-molekyler være med til at pege i retning af, hvordan man kan udvikle insulin med en anden virkningsprofil, der leder til mindre udsving i blodsukkeret. Det vil være en stor gevinst for personer med type 1-diabetes,« siger Knud J. Jensen.

Forskerne vil fortsætte deres studier inden for dette nye felt og håber, at andre forskningsgrupper vil teste metoden.