Một bước tiến đột phá trong điều trị bệnh tiểu đường có thể sớm giúp hàng triệu người trên toàn thế giới kiểm soát lượng đường trong máu dễ dàng hơn nhiều. Các nhà khoa học đã thiết kế một dạng insulin mới có thể tự động kích hoạt hoặc vô hiệu hóa dựa trên mức glucose trong máu, giúp hạ đường huyết hiệu quả đồng thời ngăn ngừa tình trạng hạ đường huyết nguy hiểm. Insulin 'thông minh' này, có tên là NNC2215, đã cho thấy thành công đáng kể trong các nghiên cứu trên động vật, đánh dấu một bước tiến đáng kể trong việc chăm sóc bệnh tiểu đường.
Đối với khoảng 422 triệu người mắc bệnh tiểu đường trên toàn cầu, việc kiểm soát lượng đường trong máu là một thách thức hàng ngày. Insulin, hormone chịu trách nhiệm điều chỉnh lượng đường trong máu, rất quan trọng để ngăn ngừa các biến chứng như bệnh tim mạch, tổn thương thận, mù lòa và đột quỵ. Tuy nhiên, nhược điểm của liệu pháp insulin là nguy cơ bù trừ quá mức liên tục — cung cấp quá nhiều insulin có thể gây hạ đường huyết, một tình trạng mà lượng đường trong máu giảm xuống quá thấp. Hạ đường huyết nghiêm trọng có thể dẫn đến co giật, mất ý thức hoặc thậm chí tử vong. Ngay cả những đợt nhẹ hơn cũng có thể gây ra lú lẫn, lo lắng và suy giảm chất lượng cuộc sống, đặc biệt là đối với những người mắc bệnh tiểu đường loại 1, những người cần tiêm insulin liên tục.
Michael Weiss, một nhà sinh hóa và bác sĩ tại Đại học Indiana, nhấn mạnh đến tác hại mà lượng đường trong máu dao động có thể gây ra. Ông cho biết: "Những người mắc bệnh tiểu đường bị hạ đường huyết nhiều lần trong tuần". "Điều này thực sự làm suy giảm chất lượng cuộc sống".
Thách thức: Kiểm soát mức insulin một cách an toàn
Trong nhiều thập kỷ, các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm một hệ thống cung cấp insulin tự động điều chỉnh theo mức glucose dao động. Các phương pháp hiện tại dựa vào máy bơm insulin hoặc thuốc tiêm, nhưng chúng đòi hỏi bệnh nhân phải theo dõi liên tục. Một số phương pháp đã khám phá việc sử dụng các hợp chất giải phóng insulin để đáp ứng với mức glucose tăng. Tuy nhiên, các hệ thống này có một hạn chế đáng kể: một khi insulin được giải phóng, không có cách nào để thu hồi hoặc dừng tác dụng của nó.
Để giải quyết vấn đề này, một nhóm do Rita Slaaby, nhà khoa học chính tại Novo Nordisk, đứng đầu đã phát triển một phân tử insulin có khả năng bật hoặc tắt dựa trên nồng độ glucose. Sự đổi mới nằm ở thiết kế phân tử của chính insulin, kết hợp cơ chế nhạy cảm với glucose để kiểm soát hoạt động của nó.
Insulin ‘thông minh’ hoạt động như thế nào
Insulin mới, NNC2215, được trang bị một công tắc nhạy cảm với glucose. Công tắc này bao gồm một cấu trúc hình vòng gọi là macrocycle, kết hợp với một phân tử có nguồn gốc từ glucose được gọi là glucoside. Khi lượng glucose trong máu thấp, glucoside liên kết với macrocycle, giữ insulin ở trạng thái không hoạt động. Tuy nhiên, khi lượng glucose tăng, đường sẽ thay thế glucoside, kích hoạt insulin để điều chỉnh lượng đường trong máu. Hệ thống có thể đảo ngược này cho phép insulin phản ứng động với nhu cầu của cơ thể, đảm bảo lượng đường trong máu được hạ xuống khi cần thiết nhưng không quá mức.
Trong các thử nghiệm trên lợn và chuột, NNC2215 có hiệu quả tương đương insulin thông thường trong việc hạ lượng đường trong máu. Quan trọng hơn, nó cũng ngăn ngừa tình trạng giảm mạnh lượng đường trong máu thường liên quan đến các phương pháp điều trị bằng insulin truyền thống, khiến nó trở thành một bước ngoặt tiềm năng trong việc kiểm soát bệnh tiểu đường.
David Sacks, một nhà hóa học lâm sàng tại Viện Y tế Quốc gia, đã ca ngợi thiết kế và kết quả của nghiên cứu. Ông cho biết "Nó chắc chắn mang lại sự khích lệ rằng cách tiếp cận này đáng để theo đuổi". NNC2215 là phân tử insulin đầu tiên được chứng minh là đặc biệt nhạy cảm với glucose, cung cấp phản ứng có mục tiêu, theo thời gian thực đối với những thay đổi về lượng đường trong máu.
Một tương lai đầy hứa hẹn cho Insulin thông minh
Mặc dù kết quả ban đầu của nghiên cứu này rất hứa hẹn, vẫn còn nhiều câu hỏi về cách phân tử này sẽ hoạt động trong các bối cảnh thực tế được kiểm soát chặt chẽ hơn. Các thử nghiệm bao gồm một phạm vi rộng các mức glucose, rộng hơn so với những người mắc bệnh tiểu đường thường gặp. Các nghiên cứu sâu hơn sẽ cần xác nhận hiệu quả của NNC2215 trong việc kiểm soát các phạm vi glucose hẹp hơn được thấy ở người.
An toàn, chi phí và dễ sản xuất là những yếu tố khác sẽ quyết định liệu loại insulin mới này có thể đưa ra thị trường hay không. Theo Zhen Gu, một kỹ sư y sinh tại Đại học Chiết Giang, những thách thức này không phải là không thể vượt qua và các nhóm nghiên cứu khác — bao gồm cả nhóm của ông — đang nghiên cứu các hệ thống insulin thông minh tương tự.
Novo Nordisk đã chỉ ra rằng nghiên cứu về NNC2215 vẫn đang được tiến hành và cần nhiều công sức hơn nữa để tinh chỉnh phân tử này để sử dụng thực tế. Tuy nhiên, thành công của nghiên cứu giai đoạn đầu này là một cột mốc quan trọng trong hành trình tìm kiếm liệu pháp insulin thông minh hơn.
Kỷ nguyên mới cho việc điều trị bệnh tiểu đường được cá nhân hóa
Ngoài những nỗ lực của Novo Nordisk, Weiss và các đồng nghiệp của ông cũng đang phát triển insulin có đặc tính phản ứng với glucose, với mục tiêu cuối cùng là tạo ra một bộ thuốc insulin thông minh. Điều này có thể cho phép lập kế hoạch điều trị cá nhân hóa, trong đó các bác sĩ điều chỉnh liệu pháp insulin dựa trên nhu cầu và lối sống cụ thể của bệnh nhân.
Tiềm năng của insulin thông minh có tính biến đổi, mang đến cho những người mắc bệnh tiểu đường triển vọng kiểm soát chính xác hơn lượng đường trong máu mà không cần theo dõi liên tục và nguy cơ hạ đường huyết. Khi nghiên cứu tiếp tục, sự đổi mới này có thể cách mạng hóa việc quản lý bệnh tiểu đường, cải thiện chất lượng cuộc sống cho hàng triệu người trên toàn thế giới.
4o
Brian
Joy
Weiliang
Miyuki
Alex