Le venin d'escargot conique produit un nouveau type d'insuline

Le diabète est un problème de santé mondial qui touche des millions de personnes. En 2014, il y avait 422 millions de diabétiques, contre 108 millions en 1989. La condition peut être traitée par l'alimentation, l'activité physique, des médicaments comme les injections d'insuline synthétique et un dépistage régulier.

Aujourd'hui, près d'un siècle après la découverte de l'insuline, une équipe de chercheurs a développé la version la plus petite et la plus fonctionnelle de l'hormone au monde en utilisant le venin d'escargot de mer.

Les chercheurs des États-Unis et de l'Australie rapportent qu'ils ont produit un nouveau type d'insuline, qui combine la puissance de l'insuline humaine et le potentiel d'action rapide de l'insuline venimeuse produite par les escargots cônes prédateurs. L'insuline développée pourrait être utilisée pour créer un traitement du diabète plus sûr et efficace.

« Nous pouvons maintenant créer une version hybride d'insuline qui fonctionne chez l'homme, et qui semble également avoir de nombreux attributs positifs de l'insuline à cône d'escargot. C'est une étape importante dans notre quête pour rendre le traitement du diabète plus sûr et plus efficace », a déclaré le Dr Danny Hung-Chieh Chou, professeur adjoint de biochimie à l'U of U Health et l'un des auteurs de l'étude, a déclaré.

Que sont les escargots à cône?

Les escargots de cône se trouvent généralement dans les eaux tropicales du monde entier. Des espèces plus grandes, comme le Conus geographus, libérer du venin contenant de l'insuline à action rapide. La piqûre de quelques-unes des plus grandes espèces d'escargots à cônes tropicaux peut être grave, voire mortelle pour l'homme.

Un escargot conique, tout comme les autres escargots, est lent, mais avec une attaque rapide et puissante. La créature prédatrice peut détecter d'autres espèces qui nagent en déployant une trompe pointue ou une saillie en forme d'aiguille de sa bouche. Ils se nourrissent de petits poissons vivant au fond et, lorsqu'ils sont mordus, ils subissent des chutes importantes de sucre dans le sang, les paralysant temporairement. L'escargot tire ensuite une dent de type harpon sur sa proie et l'avale en entier.

Un cône de géographie hautement venimeux (Conus geographus) avec un siphon levé et une tige oculaire étendue. Crédit d'image: Oksana Golubeva / Shutterstock

Un cône de géographie hautement venimeux (Conus geographus) avec un siphon levé et une tige oculaire étendue. Crédit d'image: Oksana Golubeva / Shutterstock

Qu'est-ce que l'insuline?

L'insuline est une hormone produite par le pancréas pour permettre au corps d'utiliser le sucre ou le glucose des glucides des aliments pour l'énergie ou de stocker pour une utilisation future. L'insuline aide à contrôler les niveaux de sucre dans le corps, l'empêchant de devenir trop élevée (hyperglycémie) ou trop basse (hypoglycémie).

L'insuline est responsable de permettre au glucose dans le sang d'entrer dans les cellules, leur donnant l'énergie pour fonctionner. En cas d'insuffisance d'insuline, le glucose reste dans le sang, entraînant le développement du diabète.

Il existe trois types de diabète: le type 1, le type 2 et le diabète gestationnel. Dans le diabète de type 1, qui est une maladie auto-immune, le système immunitaire attaque le pancréas, provoquant des dommages. Il est également appelé diabète insulino-dépendant car le pancréas ne peut pas produire d'insuline. En conséquence, le patient doit injecter de l'insuline synthétique.

Le diabète de type 2, ou diabète non insulino-dépendant, survient lorsque le pancréas peut produire de l'insuline, mais ce n'est pas suffisant, ou il existe une résistance à l'insuline, dans laquelle les cellules ne répondent pas à l'hormone. Pendant ce temps, le diabète gestationnel survient pendant la grossesse.

Venin d'escargot conique

Dans l'étude publiée dans la revue Nature Biologie structurale et moléculaire, l'équipe a découvert que l'escargot à cône venimeux avait de nombreux traits biochimiques en commun avec l'insuline humaine. De plus, il agit plus rapidement que l'insuline humaine à action rapide disponible aujourd'hui.

L'insuline humaine peut prendre jusqu'à une demi-heure pour affecter la glycémie, tandis que l'insuline à base de venin agit instantanément. L'équipe a étudié l'insuline de venin, dans l'espoir qu'elle puisse être utilisée chez l'homme. Ils ont révélé qu'elle est moins puissante que l'insuline humaine, concluant que le venin seul ne peut pas remplacer l'insuline synthétique utilisée aujourd'hui.

Pour résoudre le problème, l'équipe a utilisé des techniques de biologie structurale et de chimie médicinale pour isoler quatre acides aminés qui aident l'insuline d'escargot de mer à se lier au récepteur de l'insuline. Ils ont généré une version tronquée d'une molécule d'insuline humaine sans la région responsable de l'agglutination.

L'équipe a synthétisé une version combinée de l'insuline avec certaines des propriétés à action rapide de la molécule de venin et la puissance de l'insuline humaine. Ils ont testé la nouvelle insuline sur des souris, où ils ont constaté que la nouvelle insuline fonctionnait comme la vraie insuline humaine, mais plus rapidement.

Les scientifiques l'ont appelé la «mini-insuline».

« La mini-insuline a un potentiel énorme. Avec seulement quelques substitutions stratégiques, nous avons généré une structure moléculaire puissante et à action rapide qui est la plus petite insuline pleinement active à ce jour. Parce qu'elle est si petite, elle devrait être facile à synthétiser, ce qui en fait un candidat de choix pour le développement d'une nouvelle génération d'insuline thérapeutique « , a déclaré Chou.

Bien que les résultats de l'étude soient prometteurs, elle ne sera pas encore prête pour une utilisation humaine. D'autres études sont nécessaires pour établir l'efficacité et l'innocuité de la nouvelle insuline.

La source:

Référence de la revue:

  • Xiong, X., Menting, J., Disotuar, M., Smith, N., Chou, D. et al. (2020). Une insuline structurellement minimisée mais pleinement active basée sur les principes de l'insuline à venin de cône-escargot. Nature Biologie structurale et moléculaire. https://www.nature.com/articles/s41594-020-0430-8

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