Инсулин — это гормон, который вырабатывается в поджелудочной железе. Он помогает организму регулировать уровень глюкозы, которая потребляется с пищей и обеспечивает организм энергией.

Диабет возникает, когда организм человека не вырабатывает инсулин естественным образом (диабет 1 типа) или вырабатывает, но неэффективно использует произведенный инсулин (диабет 2 типа). В большинстве случаев диабета врачи назначают  инсулиновые инъекции.

Как правило, люди, которым необходимо использовать инсулин, контролируют уровень сахара в крови с помощью глюкометра или системы непрерывного мониторинга глюкозы — при этом доза препарата рассчитывается в зависимости от показаний приборов. Однако несмотря на контроль сахара пациентам все равно необходимо регулярное потребление углеводов (крупы, овощи, фрукты), чтобы избежать резких скачков глюкозы.

Очевидно, на оба этих процесса (измерение глюкозы и питание) влияет человеческий фактор, что иногда приводит к печальным последствиям. Передозировка инсулина, как и нехватка углеводов может вызвать у диабетика гипогликемию — состояние когда уровень сахара в крови слишком низок. Ситуация может дойти до гипогликемической комы и закончиться смертью.

Чтобы стабилизировать это потенциально опасное положение, команда специалистов из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработала тип «умного» инсулина, под названием i-инсулин, который способен предотвратить слишком низкий уровень сахара в крови.

Известно, что внутри организма инсулин действует как «ключ», помогающий глюкозе проникать в клетки из кровотока. Когда инсулин прикрепляется к поверхности клетки, он активирует внутриклеточный белок-переносчик глюкозы GLUT4, который затем выходит на поверхность клетки. GLUT4 перемещает окружающую глюкозу из крови в клетку.

Исследователи добавили дополнительную молекулу, представляющую собой ингибитор, способный химически блокировать молекулу белка-переносчика после ее появления на поверхности. Присутствие ингибитора не обязательно полностью останавливает проникновение глюкозы в летку. Напротив, это часть динамического процесса, который зависит от уровня сахара в крови.

I-инсулин работает не просто как ключ, но как «умный ключ». Он позволяет глюкозе проникать в клетку, однако добавленная молекула ингибитора предотвращает слишком большое поступление, когда уровень сахара в крови нормальный. Это поддерживает уровень сахара в крови на нужном уровне и снижает риск гипогликемии. Тот же самый i-инсулин способен быстро реагировать и на высокие уровни глюкозы, что бывает важно после еды, когда уровни глюкозы повышаются довольно резко.

Исследовательская группа проверила умный инсулин на мышах с диабетом 1 типа. I-инсулин контролировал и удерживал уровни глюкозы в пределах нормы до 10 часов после первой инъекции. Вторая инъекция через три часа продлила защиту от гипогликемии. Следующим шагом будет оценка долгосрочной биосовместимости модифицированной системы инсулина на животных моделях. Если все пойдет успешно, умный инсулин станет одним из важнейших достижений в лечении диабета.

Новый инсулин обладает потенциалом для оптимизации времени реакции и того, как долго он может действовать в организме, прежде чем потребуется еще одна доза. Инъекции не обязательны: это могут быть таблетки или пластырь.