Avanços nas pesquisas

Logo logo, os jovens diabéticos não precisarão mais se preocupar com injeções diárias de insulina. É o que diz estudo para o desenvolvimento de comprimidos de insulina.

A tentativa de desenvolver um tratamento oral para a diabetes, que tivesse resultados face aos ácidos do estômago, já é uma luta antiga, e até agora todas as tentativas para desenvolver comprimidos de insulina não tem tido muito sucesso devido ao fato da sua digestão resultar numa absorção demasiadamente rápida deste hormônio e, portanto, a quantidade de glicose no sangue baixar muito rapidamente provocando uma situação inversa à hiperglicemia, a hipoglicemia.

Graças a Nicholas Peppas, investigador e professor de química e engenharia bioquímica da Universidade de Purdue, Chicago (EUA) isso pode mudar. Este investigador apresentou recentemente novoos comprimidos de insulina. A inovação dos novos comprimidos encontra-se no seu revestimento que é feito de um novo material que impede a absorção excessivemente rápida do hormônio. A degradação destes comprimidos é mais lenta pois o novo revestimento protege-os da rápida ação digestiva característica do estômago.

A descoberta já se encontra patenteada e N. Peppas já está em fase de negociações com companhias farmacêuticas no sentido de realizar mais testes em outros animais e em humanos. O mesmo investigador afirma que o novo produto de administração oral poderá chegar ao mercado nos próximos 10 anos.

Insulina e Alzheimer

Um estudo feito em parceria entre a Universidade federal do Rio de Janeiro e a Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, diz que insulina é ativa no cérebro, e com isso faz coisas incríveis à pacientes que sofrem de Alzheimer.

A pesquisa brasileira e americana analisou os efeitos da insulina em proteínas chamadas ADDLs, que se acumulam em pacientes que sofrem da doença e causam danos nas células.

O que é mostrado no vídeo acima.

A evolução da insulinoterapia

Já vimos aqui no blog que os tratamentos iniciais da diabetes envolvendo a aplicação de insulina no paciente eram vistos como revolucionários. De fato, a insulinoterapia, nos anos 20, salvou muitas vidas e melhorou drasticamente a expectativa de vida dos pacientes. Era uma revolução na área médica. No entanto, depois de alguns anos, os pacientes começaram a reclamar do tratamento. Naquela época, ele era feito com insulina de ação rápida, o que exigia muitas aplicações durante o dia (o hormônio tinha de ser aplicado em cada 3 ou 4 horas). O próximo passo da ciência era, então, aperfeiçoar a insulinoterapia.

No ano de 1936, a protamina, uma proteína de baixo peso molecular, foi utilizada para desenvolver uma insulina de ação mais lenta. Essa proteína era associada à insulina em laboratório e prolongava o efeito da insulina no organismo. Daí, com a protamina e com zinco, a primeira insulina de ação lenta foi produzida. Ela foi chamada de PZI, ou insulina protamina zinco. Seu efeito durava de 24 a 36 horas!

Nos anos 40, foi desenvolvida a insulina protamina neutra Hagerdon (NPH), baseando-se na sua precursora, a PZI. A NPH era nada mais que a insulina protamina cristalizada, que permitia a mistura com a insulina regular em uma mesma seringa. Ela começou a ser disponível em 1950. No ano de 1951, foi desenvolvido outro tipo de insulina: a IZS. Nela, a protamina não foi utilizada. Agora era somente o zinco que era associado à insulina. O objetivo era um só: buscar uma insulina de ação cada vez mais lenta.

Chegamos aos anos 70. Aqui, aconteceram avanços fenomenais na área da genética. Em 1978, foi anunciada, pela primeira vez, a produção da insulina humana em laboratório. Ela foi feita a partir de DNA recombinante, em que o gene da insulina é colocado no material genético da bactéria Escherichia coli ou no fungo Saccharomyces cerevisiae, fazendo com que a insulina seja produzida por esses organismos. Em 1980, essa insulina passou a ser utilizada no tratamento. Não era mais necessário utilizar a insulina animal. Desse modo, as reações alérgicas associadas ao tratamento deixaram de existir de vez!

Os anos 90 levaram a um aperfeiçoamento ainda mais fino. Os análogos da insulina tornaram-se disponíveis: eles eram resultantes de alterações na sequência dos aminoácidos da insulina humana. Como exemplo, temos a Insulina Aspart (1999) e a Insulina Lispro (1996). O mais interessante é que esses análogos podem ser de ação rápida, intermediária ou lenta, o que permite ajustes finos da glicemia na situação pós-prandial (depois das refeições) e durante o jejum.

Bibliografia:

http://www.emtd.com.br/diabetes/diabetes_hist_insulina.htm

http://www.online.karger.com/ProdukteDB/Katalogteile/isbn3_8055/_83/_53/Insulin_02.pdf

Bioquímica e Biofísica Básica - Anita Marzzoco, Bayardo B. Torres - Terceira Edição

A estrutura molecular é desvendada

Os trabalhos de Sanger e Hodgkin, como já foi postado aqui no blog, foram os responsáveis pela determinação completa da estrutura da molécula de insulina. A estrutura primária da molécula é mostrada acima.

A estrutura primária de uma proteína é simplesmente a sequência de aminoácidos que formam a molécula. Conforme o esquema acima, a insulina é dividida em duas cadeias: cadeia A e cadeia B. Na cadeia A, o resíduo A1 (aminoácido de glicina) representa a porção amino-terminal e o resíduo A20, a porção carboxi-terminal. Na cadeia B, o resíduo B1 representa a porção amino-terminal e o B30, a carboxi-terminal (detalhes não mostrados no esquema). Verifique que, no total, a molécula apresenta 51 aminoácidos, como já foi comentado anteriormente. É interessante observar também que há duas pontes dissulfeto entre a cadeia A e a B, além de haver uma ligando dois aminoácidos dentro da cadeia A.

A cadeia A apresenta duas seções de alfa-hélice. Uma é de A2 a A8 e a outra é de A13 a A19 (veja esquema). A cadeia B apresenta apenas uma seção desse tipo: ela é de B9 a B19.

Ainda no que se refere à conformação espacial, o interior da molécula é composto por aminoácidos não-polares, e o seu exterior é formado por aminoácidos polares.

A insulina é sintetizada na forma inativa. Ela é sintetizada como uma única cadeia polipeptídica, apresentando mais 24 aminoácidos ligados ao resíduo B1 e mais 35 aminoácidos ligando B30 a A1. Esses segmentos são eliminados por ação de enzimas, restando as duas cadeias (A e B) unidas pelas pontes dissulfeto, constituindo a forma ativa da insulina.

Bibliografia:

http://www.biotopics.co.uk/as/insulinproteinstructure.html

Bioquímica Básica - Anita Marzzoco, Bayardo B. Torres - Terceira Edição

Novidades sobre a Diabetes !!!

olá pessoal!

Viajando pela net, procurando me aprofundar no estudo da insulina, encontrei um instituto de pesquisa americano, com atuação na área da Diabetes tipo 1 (insulino dependente), onde testam vários experimentos para tentar previnir a Diabets em alguns casos! vejam a matéria !!!




"Diabetes Tipo 1
Preventing diabetes (Prevenção da diabetes)

O diabetes é caracterizado por um nível persistentemente elevado de glicose no sangue (hiperglicemia), levando a complicações que podem ser agudas ou a longo prazo. Aguda, caracterizada água hiperglicemia e prejudica o equilíbrio de sal e utilização de energia, fazendo com que a sede, a passagem de grandes volumes de urina, desidratação, perda de peso e, eventualmente, disfunção cerebral e coma. Cronicamente, a hiperglicemia provoca alterações degenerativas em muitos tecidos, especialmente vasos sanguíneos, nervos, a retina do olho e os rins. A diabetes é classificada em dois tipos principais: diabetes tipo 1 (DM1, anteriormente chamado de juvenil-início ou diabetes insulino-dependente) e diabetes tipo 2 (T2D, anteriormente chamado de adulto-início ou diabetes insulino-independentes); contas T2D por 85% do Todos os diabetes.

A insulina é o regulador central do metabolismo da glicose e da concentração de glicose no sangue reflete um equilíbrio entre a secreção de insulina e ação da insulina. DM1 é devido à falta de secreção de insulina após a destruição das células produtoras de insulina beta no pâncreas ï ¢ células do sistema imunitário do corpo. T2D é devido à ação da insulina defeituoso ( "resistência à insulina"), ou mais corretamente a utilização da glucose defeituoso através de vias que são sensíveis à insulina. Esta tipologia é demasiado simplista, porque a resistência à insulina contribui para o DM1 e função das células beta deficiência contribui para T2D.

Ambos os tipos de diabetes tem aumentado de forma constante na incidência nos últimos 50 anos e agora representam um grande pessoal, saúde pública e impacto econômico. Atualmente, 100.000 australianos com DM1 depende de injeções de insulina diariamente para permanecer vivo.



Investigadores no Autoimmunity e levar Transplante Divisão pelo professor Len Harrison fizeram muitos avanços na compreensão das causas do DM1 eo desenvolvimento de meios para sua prevenção e cura. Eles foram os pioneiros da família e seleção da comunidade para o diagnóstico pré-clínico e previsão de DM1, um pré-requisito para ensaios de prevenção (www.diabetestrials.org). Tendo testado uma abordagem específica e vacina demonstrou que protegeu ratos de diabetes auto-imune, Prof Harrison, em seguida, realizaram um estudo para demonstrar a segurança ea eficácia potencial desta abordagem em crianças e jovens em risco. Este foi o precursor do atual intranasal insulina julgamento II (INIT II), um multi-julgamento Centro de Prevenção na Austrália e na Nova Zelândia, envolvendo mais de 16.000 parentes DM1 (www.stopdiabetes.com.au). Além disso, outro julgamento para determinar o efeito do anti-inflamatório D3, vitamina esteróides, sobre a progressão do DM1 em pacientes recentemente diagnosticados está quase completo. Prof Harrison e Prof Peter Colman do Hospital Royal Melbourne são os diretores de um dos quatro centros internacionais TrialNet, financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde, E.U.A., eo JDRF, encarregado de conceber e realizar testes clínicos para prevenir T1D através de um rede de 18 sites colaborativos na Austrália e Nova Zelândia."

P.S.: O texto acima foi traduzido no Google Tradutor, ta certo!

Para acessar o site clique aqui ou no emblema do Instituto.

até mais!!

Cristalografia (Dorothy Crowfoot Hodgkin)

Em 1934, após seu retorno à Universidade de Oxford, ela cristalizou e fotografou a insulina. Esta foi apenas a segunda proteína a ser estudada e foi uma grande conquista para o Dra. Hodgkin . Este estudo foi concluído no momento em que as estruturas cristalinas de moléculas simples era um grande desafio. Seus resultados mudaram a face da biologia moderna. Enquanto trabalhava na Universidade de Oxford, ela foi impedida de reuniões de pesquisa do clube química do corpo docente, porque ela era uma mulher. Mais tarde, seu talento e perseverança prevaleceu e ganhou ao longo dos anos alunos e docentes.

Dra. Hodgkin pensava que poderia ser possível determinar a estrutura da insulina por trabalhar com um cristal isomórfico. Um cristal isomórfico é uma molécula derivada de um único átomo e substituído por um mais pesado. Ela acreditava que o átomo de zinco poderia ser adequado para este tipo de manipulação. Este foi o início da investigação que a levaria 34 anos para ser concluído.

Concentrando-se primeiro em suas contribuições à ciência, ela é conhecida como uma das fundadoras da ciência da cristalografia de proteínas. Ela e seu mentor, JD Bernal, foram os primeiros a aplicar com êxito a difração de raios X de cristais de substâncias biológicas, começando com pepsina em 1934.Contribuições de Hodgkin a cristalografia incluem as soluções das estruturas do colesterol, lactoglobulina, ferritina, o vírus do mosaico do tabaco, a penicilina, vitamina B-12, e insulina (uma solução na qual ela trabalhou por 34 anos), bem como o desenvolvimento de métodos para a indexação X-processamento e intensidades de raios. Após o trabalho com Bernal, ela estabeleceu o seu próprio laboratório em Oxford.

Os desafios sempre foram enormes, como toda nova técnica, parece ter atingido limites, que restringiram o tamanho da proteína e poderiam ser resolvidos com sucesso, e cada proteína abordada apresentou problemas específicos . Hodgkin foi eleita Fellow da Royal Society, em 1947, após a publicação da estrutura da penicilina e foi agraciada com o Prêmio Nobel de Química em 1964 para a sua solução de vitamina B-12. A solução da estrutura de insulina veio em 1969, após muitos anos de luta. Em 1988, tirou o máximo partido de técnicas computacionais que agora pode reduzir o tempo de soluções de proteína de anos para meses ou semanas.

Hodgkin foi a primeira das quatro filhas de João e Crowfoot Grace. Seu pai era um arqueólogo que trabalhava para o Ministério da Educação, no Cairo, e sua mãe, uma artista realizada, era uma especialista em têxteis copta. Dorothy casou-se com Thomas Hodgkin, um especialista em Estudos Africanos, em 1937, e tiveram três filhos.

O papel de Hodgkin no campo das ciências políticas e relações internacionais foram constante complemento ao seu próprio trabalho científico. A família inteira se dedicou ao longo de mais de três décadas trabalhando na área pública para a causa da paz no mundo. Ela pertenceu a várias organizações internacionais de paz e, devido a restrições da Guerra Fria, não era permitido obter um visto E.U. até 1990. Embora ela tivesse mais de 80 anos e extremamente debilitada pela artrite reumatóide, não perdeu tempo em fazer uma grande turnê de instituições E.U. para discutir sobre a insulina, a história da cristalografia, e seu futuro. Ela sofreu um acidente vascular cerebral e morreu em 1994.

Bibliografia:
foto: http://www.nobelpreis.org/portugues/chemie/hodgkin.html
http://nobelprizes.com/nobel/chemistry/dch.html

Os Experimentos de Frederick Sanger

Em 1955 Sanger descobriu a sequência completa de aminoácidos da insulina, provando que as proteínas têm estruturas definidas.

Ele começou por separar e fragmentar a molécula de insulina através da mistura da enzima tripsina com uma solução de insulina. Posteriormente, então assumiu uma forma de cromatografia sobre a mistura aplicando uma pequena amostra da mesma para o final de uma folha de papel de filtro. Passou um solvente através do filtro de papel numa direção, e uma corrente elétrica através do papel no sentido oposto.

Dependendo da sua solubilidade e de carga, os diferentes fragmentos de insulina mudaram-se para diferentes posições sobre o papel, criando um padrão distinto. Sanger chamou esses padrões de "impressões digitais". Tal como as impressões digitais dos humanos, esses padrões são característicos de cada proteína, e reprodutíveis.

Ele reagrupou os pequenos fragmentos em sequências maiores para deduzir a sequência precisa de aminoácidos. Assim Sanger poderia dar a sequência exata dos 31 aminoácidos em uma cadeia e os 20 no outro. Já antes tinha mostrado que as duas cadeias são mantidas juntas para formar uma molécula de insulina, com o auxílio de duas pontes de átomos de enxofre. A localização exata dessas pontes foram determinadas de modo semelhante ao utilizado para a determinação da estrutura das cadeias.

Foi graças a este êxito que ele recebeu seu primeiro Nobel de Química, em 1958. A determinação da estrutura da insulina abre caminho para o desenvolvimento de vários outros estudos semelhantes em outras proteínas, auxiliando a descoberta e cura de outras doenças.

Fonte:
www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1958/index.html
www.biotopics.co.uk/as/insulinproteinstructure.html