Los investigadores de la Universidad de Basilea fueron capaces de predecir este efecto basado en simulaciones por ordenador y luego fue confirmado con experimentos.
EurekAlert. Sustituyendo un átomo de hidrógeno por un átomo de yodo en la insulina, la hormona conserva su eficacia pero está disponible más rápidamente en el organismo. Los investigadores de la Universidad de Basilea fueron capaces de predecir este efecto basado en simulaciones por ordenador y luego fue confirmado con experimentos. Los resultados han sido publicados en el Journal of Biological Chemistry.
La insulina se forma en el páncreas y regula el nivel de glucosa en la sangre. En el cuerpo se almacena como un complejo ligado al zinc de seis moléculas idénticas, llamado hexámero. Sin embargo, la forma fisiológicamente activa es un solo monómero de insulina. Sólo cuando el cuerpo requiere insulina, el hexámero se divide en monómeros disponibles para la regulación del azúcar en la sangre.
Los investigadores intentan controlar este proceso de desmontaje mediante el desarrollo de preparaciones artificiales de insulina, con el fin de optimizar el tratamiento clínico de la diabetes mellitus. Mediante modificaciones químicas, se puede mejorar la liberación y la disponibilidad de insulina. Un enfoque posible es reemplazar estratégicamente los átomos individuales de una manera específica. Esto da como resultado lo que se conoce como un análogo de insulina, que difiere de la insulina natural tanto en la estructura como en las propiedades.
La insulina artificial se libera más rápidamente
El equipo dirigido por el profesor Markus Meuwly del Departamento de Química de la Universidad de Basilea ha investigado este proceso en colaboración con investigadores de los Estados Unidos y Australia. Los investigadores intercambiaron un solo átomo de hidrógeno por un átomo de yodo que modula las interacciones intermoleculares que resultaron en un desmontaje y liberación más rápidos de la insulina.
La introducción del átomo de yodo mejoró la disponibilidad de las insulinas, mientras que la afinidad para el receptor de insulina y la función biológica permanecieron sin cambios en comparación con la hormona natural. Estas propiedades ventajosas fueron predichas por primera vez por una combinación de química cuántica y simulaciones de dinámica molecular. En un paso siguiente, los cambios de estabilidad de la insulina modificada químicamente se probaron directamente utilizando experimentos de resonancia magnética nuclear y cristalina que confirmaron los cálculos.
Aplicación clínica posible
El uso de átomos de halógeno es un enfoque prometedor para la optimización de compuestos en química medicinal. Los resultados obtenidos para la insulina yodada demuestran que el concepto de modificación química también tiene un gran potencial en el campo de la ingeniería de proteínas. Una aplicación clínica futura del análogo de insulina, que difiere de la insulina natural por sólo un átomo, es bastante concebible.
