Egenskaberne for diabetikeres insulin kan være fejlberegnet i årtier

Når millioner af type 1-diabetikere verden over får deres insulin, er det vigtigt at opnå den helt rigtige effekt.

Nu har forskere fra Københavns og Aarhus Universiteter kigget dybt i mikroskopet og ved hjælp af maskinlæring konstateret, at der er plads til forbedring af de eksisterende lægemidler.

De kan nemlig se, at insulinmolekylerne grupperer sig på en anden måde end hidtil antaget.

Det har betydning, eftersom grupperingen afgør, hvor hurtigt eller langsomt insulinen virker på patienten, fortæller professor ved Kemisk Institut på Københavns Universitet Knud J. Jensen, som har samarbejdet med professor Nikos Hatzakis og ph.d.-studerende Freja Bohr fra samme institut i projektet.

»De mikroskoper og værktøjer, vi tidligere havde til rådighed, viste os blot et grovkornet billede af, hvordan disse insulinklynger dannes og opløses. Derfor måtte vi gøre os antagelser om, hvordan klyngerne nok var sat sammen, men de har ofte vist sig ikke at holde stik,« siger han.

Konkret har forskerne undersøgt en masse prøver af primært human insulin og fundet ud af, at der f.eks. kun er halvt så mange enkeltmolekyler i vores insulin, som forskerne tidligere troede, mens der er langt flere klynger af seks molekyler, end de gik ud fra.

Og det er ud fra de gamle antagelser om, hvordan fordelingen af klynger på hhv. et, to eller seks molekyler har fordelt sig i en bestemt koncentration, som medicin typisk er designet ud fra i dag.

Færre 'løse' molekyler end antaget

Men designet kan være skævt og en årsag til, at ikke alle opnår rette balance med deres forskellige insulinpræparater, understreger Knud J. Jensen.

»Hvis insulin kun indeholder halvt så mange enkeltmolekyler, som vi troede, så virker det jo også langsommere end antaget. Så hvis en diabetespatient har brug for noget, der virker hurtigt, så giver det mening at arbejde hen mod at skabe flere af disse enkeltmolekyler,« siger han og uddyber, at her kan man så både se på koncentrationen igen, men også på muligheden for at bruge hjælpestoffer til at forhindre klyngedannelsen.

Typisk modtager diabetikere uden insulinpumpe to forskellige typer insulin. Der er den hurtigtvirkende, som typisk tages i forbindelse med et måltid for at øge insulindannelsen mere akut.

Her vil koncentrationen af molekyler ofte være lav, så molekylerne så vidt muligt holder sig på enkeltmolekyle-niveau – eller det var i hvert fald, hvad man troede.

Og så er der de langtidsvirkende præparater, hvor koncentrationen af insulinmolekyler er så høj, at molekylerne nemmere finder sammen i større klynger og giver en langsom frigivelse.

Her mener Knud J. Jensen, at man med fordel kan spejde efter at kopiere de mere stabile klynger med seks molekyler, nu hvor man rent faktisk kan skelne dem fra klyngerne med fire eller fem molekyler, for forskellen kan være stor.

Overraskende detaljerigdom

Knud J. Jensen understreger, at dette ikke er en advarsel om mulig dårlig insulinadministration, og at folk endelig ikke skal ændre på deres medicinering, men at der nu findes dette oplagte redskab til at få endnu mere kontrol over at hhv. løsne eller stabilisere de klynger, som molekylerne finder sammen i.

Han har selv arbejdet med kemisk modificering af insulin i 15 år og glædes ved det nye udstyr, de har kunnet arbejde med.

Forskerne har benyttet sig af et højtopløseligt TIRF-mikroskop, kædet sammen med en egenudviklet maskinlæringsalgoritme.

»Det har overrasket mig, at vi har været i stand til at se molekylerne så detaljeret. Det giver mange muligheder at kunne se på molekylerne et ad gangen fremfor selv at skulle vurdere, hvor mange der sad sammen,« siger han.

»Det er jo ikke fordi, vi har dårlige insulinpræparater i dag, men med korrekte tal ligger muligheden der jo for, at de kan blive endnu bedre, så nu har vi lagt vores forskning frit ud og håber, at industrien vil tage det til sig,« siger Knud J. Jensen.

Studiet er netop udkommet i tidsskriftet Communications Biology.