Fibrilles de l'hormone peptidique Oxyntomoduline, avec des diamètres allant de ~6 à 40 nm. Crédit :S. Kinna
Une collaboration entre le Centre de nanosciences du Département et MedImmune fait de grands progrès vers un traitement plus sûr et plus efficace du diabète de type 2 et de l'obésité.
Les ingénieurs chimistes de Cambridge ont étudié l'oxyntomoduline, un peptide humain, qui a le potentiel d'être une forme de traitement sûre et efficace pour le diabète de type 2 et l'obésité. L'un des avantages du nouveau médicament est que, contrairement aux autres traitements du diabète de type 2, cela ne fera pas prendre de poids au patient - en fait, plutôt l'inverse.
"Il existe des preuves que l'oxyntomoduline à la fois réduit l'appétit et provoque une légère élévation de la température corporelle et une augmentation de la fréquence cardiaque, qui vous aidera à perdre du poids, " dit Sonja Kinna, un doctorat de dernière année. étudiant, supervisé par le professeur Sir Mark Welland, qui étudie l'auto-assemblage de peptides en tant que formulation médicamenteuse à long terme. « En plus de traiter le diabète, nous le voyons comme une arme potentielle pour lutter contre l'obésité."
Sonja et l'équipe ont examiné les propriétés structurelles du peptide, qui peut être stocké dans une structure fibrillaire (ou linéaire). Cette structure est inerte, mais se désassemble à l'état soluble lorsqu'il est injecté sous la peau, déclencher la libération d'insuline dans le corps.
Le traitement traditionnel du diabète de type 2 consiste à injecter de l'insuline directement au patient. Si trop d'insuline est appliquée, le patient peut développer une hypoglycémie, mais l'oxyntomoduline élimine ce risque en obligeant le corps du patient à produire sa propre insuline et en équilibrant la production d'insuline.
"Nous savons que les peptides sont une forme de traitement très sûre et efficace, " dit Sonja, "mais le problème c'est que le corps y réagit comme il le ferait aux protéines, les traiter comme de la nourriture et donc les décomposer. C'est pourquoi la possibilité d'utiliser la forme fibrillée de l'oxyntomoduline est si importante. Nous pouvons l'utiliser comme un dépôt à partir duquel le peptide actif se diffuse dans la circulation sanguine sur une période prolongée."
La libération lente des structures auto-assemblées crée une action soutenue qui contourne la courte demi-vie des peptides. Cela signifie que l'effet du médicament peut durer plusieurs jours, voire plusieurs semaines chez l'homme. Bien que le médicament soit potentiellement efficace sous sa forme libre, il devrait être administré fréquemment, peut-être aussi souvent que toutes les quatre heures.
Sonja au travail dans le laboratoire. Crédit :Sonja Kinna
Le papier de l'équipe, « Contrôler la bioactivité d'une hormone peptidique in vivo par auto-assemblage réversible », a remporté le Medimmune 2017 Global Excellence Award pour la meilleure publication de l'année. Le prix récompense des contributions exceptionnelles pour faire avancer la science innovante et apporter une valeur considérable à l'organisation MedImmune.
"La meilleure chose à propos de ce projet a été la collaboration avec MedImmune, " dit Sonja. " C'est génial parce que nous [à Cambridge] étudions la structure des peptides à une échelle nanométrique, tandis que les biologistes de MedImmune examinent les facteurs de risque impliqués d'un point de vue industriel. Ensemble, cela fonctionne très bien."
Le partenariat s'avère bénéfique à la fois pour l'Université et MedImmune, et peut potentiellement changer la vie de millions de personnes.
« Ce travail démontre comment la recherche universitaire avec un partenaire commercial peut innover en médecine, " déclare le professeur Sir Mark Welland. " Nos années de recherche sur la façon dont les protéines et les peptides peuvent former des nanostructures, nous a permis de prendre un médicament potentiel et de repenser son administration afin de le rendre beaucoup plus efficace. »
L'équipe de Cambridge utilise la microscopie à force atomique pour suivre les signaux et créer des images des fibrilles, qui ne se voit pas du tout, même en utilisant le plus puissant des microscopes optiques. Ils étudient également la cinétique et la thermodynamique de la fibrillation et de la libération de peptides pour mieux comprendre leur fonctionnement dans diverses conditions.
Il y a, bien sûr, beaucoup de travail à faire avant qu'un médicament puisse apparaître sur le marché, et elle doit être réalisée dans des conditions très précises. C'est un travail vital, toutefois. Non seulement cette étude permet d'espérer un meilleur traitement pour les personnes atteintes de diabète, mais cela a également des implications pour la compréhension de maladies telles que la maladie de Parkinson, qui sont causées lorsque les protéines fibrillent de manière irréversible.
"C'est très excitant, " dit Sonja. " Il y a tellement de potentiel dans ce travail, non seulement pour la conception et la livraison de médicaments, mais aussi pour comprendre le développement de maladies actuellement incurables."
