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斯坦福大学的研究人员正在开发一种新的胰岛素制剂，开始在注射后立即开始生效，潜在地工作四次，尽可能快地作为目前商业快速作用胰岛素制剂。
研究人员专注于所谓的单体胰岛素，其具有根据理论的分子结构，应使其比其他形式的胰岛素更快。捕获是单体胰岛素对于实际使用太不稳定。因此，为了实现这种胰岛素的超快潜力，研究人员依赖于一些材料科学魔术。
“胰岛素分子本身很好，所以我们想开发一个”魔术仙女“，你加入了一个有助于解决稳定问题的小瓶，”斯坦福大学材料科学与工程助理教授埃里克·塞尔·埃克·索引说。“人们经常专注于药物制剂中的治疗剂，而是仅关注曾经关注的份量作为”无活性成分“的零件 - 我们可以在药物的整体疗效中实现真正的大部分。”
描绘描绘胰岛素的快速不同形式的胰岛素在血液中吸收的例证，以及这些研究人员开发的聚合物如何有助于稳定小瓶中的超快吸收胰岛素。
在筛选和测试大型添加剂聚合物文库后，研究人员发现一种可以在应激条件下稳定单体胰岛素超过24小时的一种。（通过比较，在相同条件下，商业速效胰岛素保持稳定六至10小时。）研究人员然后证实了它们在糖尿病猪中的制剂的超快作用。他们的结果于今天（7月1日）在科学翻译医学中发表。现在，研究人员正在进行额外的考验，希望有资格在人类中进行临床试验。
一步回来，前进两个步骤
目前胰岛素的商业配方含有三种形式的混合物：单体，二聚体和六烷烃。科学家们已经假设单体在体内最容易有用，而是在小瓶内，胰岛素分子被吸附到它们聚集并变形的液体的表面上。（六角形在小瓶中更稳定，但需要更长时间才能在身体上工作，因为他们首先必须分解为单体变得活跃。）这是“魔法童话” - 一种被空气/水界面吸引的定制聚合物 - 进来。
“我们专注于优先转向该界面的聚合物，并作为试图聚集在那里的任何胰岛素分子之间的屏障，”Appel实验室和纸张共同主导作者的研究生Joseph Mann说。至关重要，聚合物可以这样做而不与胰岛素分子本身相互作用，使得药物效果毫流动。
超快吸收胰岛素基于更简单的胰岛素单体分子，其比商业快速作用胰岛素类似物中使用的更复杂的二聚体和六烷烃更快地吸收。这种材料涉及在7月份出现的纸张。1,2020，由AAA出版的科学翻译医学问题。本文，由J.L.曼恩在斯坦福大学的斯坦福大学;同事题为“由工程聚合物赋形剂的高通量筛选，使其成为超快胰岛素配方。”
在具有所需特性的情况下发现右边的聚合物是一个长期的过程，涉及到澳大利亚的三周之旅，在那里快速移动的机器人创造了大约1500个初步候选者。随后通过在斯坦福的手工综指进行加工和测试，以识别成功表现出所需的阻隔行为的聚合物。前100名候选者并没有稳定在测试中的商业胰岛素，但研究人员压制。他们发现他们的魔法聚合物在他们计划用糖尿病猪进行实验之前只有几周。
“它觉得没有什么发生的，然后突然出现了这场明亮的时…刻和几个月的截止日期，”曼恩说。“我们有一个令人鼓舞的结果的那一刻，我们必须达到地面跑步。”
在商业胰岛素中 - 在加速老化试验中通常保持稳定约10小时 - 聚合物大大增加了一个月向上稳定的持续时间。下一步是看聚合物如何影响单体胰岛素，在1-2小时内在其自身聚集体上。当研究人员证实他们的配方在压力下24小时超过24小时时，这是另一个欢迎胜利。
“就稳定而言，我们通过制造胰岛素单体来落后一步。然后，通过加入我们的聚合物，我们遇到了当前商业标准的稳定性的两倍多，“Appel实验室和联合主导作者的研究生凯特琳Maikawa说。
通过斯坦福糖尿病研究中心和斯坦福妇幼保健研究所的种子授权，研究人员能够在糖尿病猪中评估其新的单体胰岛素制剂 - 最先进的非人动物模型 - 发现他们的胰岛素达到了在胰岛素注射后五分钟内90％的峰值活性。为了比较，商业快速作用胰岛素仅在10分钟后才能显示显着的活动。此外，单体胰岛素活性在约10分钟内达到峰值，而商用胰岛素需要25分钟。在人类中，这种差异可以转化为胰岛素达到峰值活动的时间减少。
“当我跑血液测试并开始绘制数据时，我几乎无法相信它看起来有多好，”Maikawa说。
“这真的是前所未有的，”作为论文的高级作者，申请人说。“这是几十年来许多大型制药公司的主要目标。”
单体胰岛素还越早完成了其行为。开始和结束活动较早使人们更容易使用胰岛素与膳食葡萄糖水平协调，以适当地管理其血糖水平。
多方面的成功
研究人员计划申请粮食和药物管理局批准，以便在与人类参与者的临床试验中测试胰岛素制剂（尽管尚未计划试验，但他们目前没有寻求参与者）。鉴于商业胰岛素的稳定性增加，它们还考虑其聚合物的其他用途。
因为他们的胰岛素制剂如此迅速激活 - 因此，更像胰岛素的胰岛素更像胰岛素 - 研究人员对其可能有助于开发功能的可能性胰腺装置而无需患有患者的患者的可能性。
参考：“通过Joseph L. Mann，Caitlin L. Maikawa，Anton Aa Smith，Abigail K.Grosskopf，Sam W.Baker，Gillie A. Roth，Catherine M. Roth，Catherine M. Roth，Catherine M. Roth，Catherine M. Roth，Catherine M. Meis ，Emily C. Gale，Celine S. Liong，Santiago Correa，Doreen Chan，Lyndsay M. Stapleton，Anthony C. Yu，Ben Muir，Shaun Howard，Almar Postma和Eric A. Appel，2020年7月1日，2012年7月1日，科学翻译.DOI ：
10.1126 / scitranslmed.aba6676.
额外的斯坦福共同作者包括前访问学者Anton Smith（来自丹麦的Aarhus大学）;毕业生Abigail Grosskopf，Gillie Roth，Catherine Meis，Emily Gale，Celine Liong，Doreen Chan，Lyndsay Stapleton和Anthony Yu;临床兽医山姆面包师;和博士后的Santiago Correa。澳大利亚CSIRO制造业的研究人员也是共同作者。Appel还是斯坦福生物X，心血管学院，斯坦福妇幼保生和儿童研究所和斯坦福科学研究系的教师研究所的成员。
本研究由国家卫生研究院，斯坦福妇幼保生组织，斯坦福妇幼保健研究所，美国糖尿病协会，美国国防部Phrma基金会，斯坦福大学毕业生奖学金，加拿大自然科学与工程研究委员会，斯坦福生物X鲍鱼研究生奖学金，Novo Nordisk Foundation，Stanford Bio-X和丹麦独立研究委员会。
