Veirur eiga að lækna sykursýki

Á 35 árum hefur fjöldi sykursjúkra fjórfaldast og á hverju ári deyja þrjár milljónir úr sjúkdómnum. En nú eru vísindamenn að þróa aðferð sem gæti útrýmt sykursýki 1: Sjúklingarnir verða sýktir með erfðabreyttri veiru.

Læknisfræði – Sykursýki

Lestími: 12 mínútur

 

Veirur hafa komist inn í líkama sjúklingsins og taka stefnuna beint á briskirtilinn.

 

Þar ryðjast veirurnar inn í frumurnar og koma sínu eigin erfðaefni fyrir í þeim.

 

Sumar frumur sleppa við þessi áhrif en á aðrar hefur þetta gríðarleg áhrif.

 

Eftir fáeina daga fara þær að framleiða prótín sem reglubundið er losað út í blóðrásina. Prótínið er afar áhrifaríkt og sjúklingurinn finnur mjög fljótt hvernig veirusýkingin hefur sín áhrif. Honum er farið að batna.

 

Veirusýking er almennt ekki neitt sem maður beinlínis óskar sér en í þessu tilviki markar hún leiðina að lækningu.

 

Prótínið er hormónið insúlín og sjúkdómurinn sem veiran læknar er sykursýki 1.

 

Hingað til hefur veirulækningin aðeins verið reynd á músum en ef hún reynist einnig virka í mönnum höfum við komist stóru skrefi nær meðferð sem getur læknað milljónir sykursýksjúklinga sem nú þurfa reglubundna insúlíngjöf og þjást að auki af fylgikvillum.

 

Veiran er þó ekki eina von þessara sjúklinga.

 

Aðrir vísindamenn þróa smásæjar insúlínverksmiðjur, genagræddar bakteríur og bóluefni sem eiga að koma í veg fyrir afleiðingar sykursýki af gerð 1.

 

Sykursköddun æða hefur alvarlegar afleiðingar

Sykursýkisjúklingar eiga erfitt með að halda blóðsykri og fituefnum í blóði neðan marka. Með tímanum leiðir til æðasköddunar og hættu á fylgikvillum. Þetta styttir ævilengdina oft um 10-20 ár.

Sjónin skerðist eða hverfur

Fíngerðar háræðar í nethimnu augans geta skaddast þannig að frumur í æðaveggjum deyi. Þá leka rauð blóðkorn og plasmi út í nethimnuna sem skemmist. Þetta leiðir af sér svarta bletti í sjónsviðinu.

Blóðtappar ógna hjarta og heila

Sykursýkisjúklingar eiga tvö- til fjórfalt fremur á hættu að fá blóðtappa í hjarta eða heila. Veggir fíngerðra æða þykkna og stífna og æðarnar glata víkkunarhæfninni. Sykrur og fituefni þrengja æðarnar.

Nýrun skaddast eða gefa sig

20-40% sykursýkisjúklinga fá nýrnaskaða sem getur leitt til nýrnabilunar. Mikill blóðsykur hefur áhrif á nýrun og sykrur og prótín streyma út í þvagið. Nýrun veiklast og geta í versta falli gefið sig.

Fætur þarf að taka af

Um sjöundi hver sykursýkisjúklingur fær varanleg sár á fætur og í 25% tilvika þarf að taka fótinn af. Æðar sem sjá fyrir súrefni þrengjast. Taugarnar greina því ekki sársauka og þegar sár myndast gróa þau ekki.

 

Sykursýki er banvæn

Sykursýki er til í tveimur gerðum og báðar leggjast á æ fleira fólk um allan heim.

 

Um 90-95% af alls meira en 400 milljónum sykursýkisjúklinga fá gerð 2 sem gjarna birtist eftir fertugt og stafar af óhollu mataræði og of lítilli hreyfingu.

 

Í þessum sjúklingum getur brisið sem best framleitt insúlín en frumur líkamans missa hæfnina til að bregðast við þessu hormóni sem á að halda blóðsykurmagni í réttum skorðum.

 

Sjúklingarnir þurfa því að halda blóðsykrinum niðri með hollu mataræði og hreyfingu.

 

Hin 5-10% sjúklinganna þjást af gerð 1 og þeir geta ekki framleitt insúlín.

 

Þessi gerð sjúkdómsins gerir oft vart við sig á 4-14 ára aldri en fullorðnir geta líka fengið gerð 1. Þessir sjúklingar þurfa að taka insúlín til æviloka.

 

Án meðhöndlunar endar sjúklingur með gerð 1 í dái á allt frá fáeinum dögum til fáeinna mánaða og er þá við dauðans dyr.

 

Þar til farið var að nota insúlín fyrir nærri 100 árum var greining með sykursýki 1 einfaldlega dauðadómur sem í besta falli var hægt að fresta með mjög ströngu mataræði.

 

Líkaminn hefur þörf fyrir insúlín allan sólarhringinn en þörfin er mismikil, m.a. eftir því hvaða mat maður borðar og hve mikil líkamsvirknin er.

 

Sjúklingar með sykursýki 1 þurfa því að mæla blóðsykurinn oft á dag og síðan sprauta hæfilegu magni undir húð.

 

Fræinu að sykursýki 1 er sáð þrisvar á ævinni

Ekki er vitað með vissu af hverju sykursýki 1 stafar en vísindamenn eru sammála um að áhrif frá umhverfinu þurfi að lágmarki einu sinni áður en sjúkdómurinn birtist.

 

Fóstur – Áhætta myndast

Strax á fósturstigi myndast hættan á sykursýki. Heilbrigði og mataræði móðurinnar gegnir stóru hlutverki.

 

Áhættuþættir m.a.

Móðirin fremur gömul.

Faðir eða móðir með sykursýki.

Móðirin borðar lítið grænmeti.

Ungabarn – Áhættan vex

Allra fyrstu árin verður barnið fyrir áhrifum sem hafa afgerandi þýðingu varðandi sykursýki 1.

 

Áhættuþættir m.a.

Borðar snemma korn- eða mjólkurvörur.

Of mikil þyngd

 

Bernska og æska – Sykursýkin birtist

Sé fræinu sáð á fósturstigi eða í frumbernsku ræðst það í bernsku og æsku hve hratt sjúkdómurinn þróast.

 

Hraðandi þættir m.a.

Ofþyngd.

Sálræn streita.

 

Lyfjaiðnaðurinn hefur á síðari árum náð langt með því að þróa og framleiða blóðsykurmæla og stungupenna sem gera bæði auðvelt og fljótlegt að reikna rétt magn insúlíns og sprauta því í sig.

 

Sykursýki 1 er þó enn alvarlegur sjúkdómur sem hefur mikil áhrif á daglegt líf og gerir miklar kröfur um virka þátttöku í meðferðinni.

 

Insúlín heldur blóðsykurmagni stöðugu og innan réttra marka þannig að líkaminn hafi alltaf hæfilegt magn til ráðstöfunar.

 

Meltingarvegurinn er aðeins fáeinar mínútur að brjóta niður sterkju, sykur og önnur næringarefni fæðunnar og umbreyta þeim í sykruna glúkósa sem strax berst út í blóðið.

 

Blóðsykurinn eykst þess vegna hratt skömmu eftir að maður t.d. ræðst til atlögu við vænan skammt af spaghetti með kjötsósu eða fær sér tertusneið með kaffinu.

 

En frumurnar þurfa ekki allan þennan glúkósa í einu.

 

Blóðrásin er á hinn bóginn ekki heppilegur geymslustaður fyrir umframorku og til lengdar skaðar mikill blóðsykur æðar, vefi og líffæri.

 

Umframmagn glúkósa þarf því að flytja úr blóðrásinni til geymslu á öruggum stað og þetta annast mjög sérhæfðar frumur í brisi, svonefndar betafrumur.

 

Betafrumurnar hafa tvenns konar sérhæfni: Þær geta mælt blóðsykurinn og skráð aukningu þegar hún verður strax eftir máltíð.

 

Aukningin virkjar jafnframt hinn hæfileikann: að framleiða insúlín og senda það út í blóðrásina.

 

Sykursýki herjar um allan heim

Sykursýki 1 er á uppleið um allan heim og á heimsvísu fjölgar sjúklingum með ári hverju. Fjölgunin er þó mismikil milli landa. Finnland á metið en þar greinast árlega 43 af hverjum 100.000 íbúum.

0 – 4,99 ný tilfelli á 100.000 íbúa

5 – 9,99 ný tilfelli á 100.000 íbúa

10 – 19,99 ný tilfelli á 100.000 íbúa

20 eða fleiri ný tilfelli á 100.000 íbúa

 

Insúlínið sér til þess að lifrin, vöðvarnir og fitufrumurnar taki við umframglúkósa til varðveislu þannig að blóðsykurmagnið haldist hæfilegt.

 

Þannig sjá betafrumurnar bæði um að mæla blóðsykurinn og framleiða nákvæmlega það insúlín sem þarf til að halda magninu í réttu horfi.

 

Insúlín verður óvinur

Gerð 1 af sykursýki kemur þannig til sögunnar að ónæmiskerfið tekur að líta á betafrumurnar sem fjandsamlega aðskotahluti sem þurfi að vinna bug á.

 

Ónæmiskerfið ræðst sem sagt gegn þessum frumum og að endingu hverfa þær alveg úr brisinu.

 

Sykursýki 1 er þannig sjálfsofnæmissjúkdómur sem lýsir sér í því að líkamsvarnirnar ráðast gegn eigin frumum líkamans en vísindamönnum er ekki ljóst hvers vegna ónæmiskerfið gerir þessi mistök og hingað til hefur ekki fundist aðferð til að hægja á þessum óheppilegu árásum.

 

Árið 2018 uppgötvaði læknirinn Xiangwei Xiao hjá Pittsburgh-háskóla í BNA þó hvernig hann gæti notað veirur til að blekkja ónæmiskerfið og gera brisinu aftur kleift að mæla blóðsykurinn og framleiða nauðsynlegt magn insúlíns.

 

 

Það er ekki hæfni betafrumnanna til að halda réttu blóðsykurstigi sem pirrar ónæmiskerfið, heldur útlit þeirra – þau prótín og kolvetni sem eru á yfirborði betafrumnanna.

 

Þess vegna er unnt að blekkja ónæmiskerfið á tvennan hátt: annað hvort með því að breyta útliti betafrumnanna eða kenna öðrum frumum að vinna það verk sem þeim var ætlað.

 

Genagræðsla kennir frumum

Sé sykursýkin af gerð 1 eru insúlínfrumur í brisinu ónýtar en alfafrumurnar sem framleiða hormónið glukagon eru heilar á húfi. Með genagræðslu hefur nú tekist að fá alfafrumur til að hegða sér eins og betafrumur og framleiða insúlín í músum.

 

Betafrumur eiga að framleiða insúlín

Í brisi heilbrigðrar músar eru svonefndar alfa- og betafrumur. Alfafrumurnar framleiða glukagon sem eykur blóðsykur en betafrumurnar framleiða insúlín sem lækkar blóðsykur.

Ónæmiskerfið drepur betafrumur

Í sjúklingum með sykursýki 1 drepur ónæmiskerfið betafrumurnar og brisið framleiðir ekki lengur insúlín. Í genagræðslutilraun voru notaðar mýs sem höfðu sykursýki 1.

Veirur bera tvö mikilvæg gen

Í skaðlausa veiru voru grædd þau tvö gen sem fá betafrumur til að mynda Pdx1 og MafA-prótín sem ákvarða hvaða gen virkjast í frumu.

Gen fá frumu til að framleiða insúlín

Inni í brisinu réðust veirurnar inn í alfafrumurnar og færðu þeim Pdx1 og MafA. Alfafrumurnar voru þannig forritaðar eins og betafrumur og framleiddu insúlín fyrir músina.

Blóðsykur hélst innan marka

Skömmu eftir innsprautun lækkaði blóðsykurstigið í músunum sem fengu veirusprautu (rautt) en hækkaði aftur eftir 18 vikur. Í samanburðarhópnum hækkaði blóðsykurstig áfram og mýsnar drápust.

 

Einfaldast væri auðvitað að breyta útlitinu en menn vita ekki nákvæmlega hvað það er á yfirborði betafrumna sem virkjar aðgerðir ónæmiskerfisins, þannig að þetta er ekki hægt.

 

Xiao ákvað því að reyna hina leiðina.

 

Hann valdi svonefndar alfafrumur sem einnig eru í brisinu en fá að vera í friði fyrir ónæmiskerfi sykursýkisjúklinga með gerð 1.

 

Alfafrumurnar gegna andstæðu hlutverki við betafrumurnar. Þær bregðast við of litlum blóðsykri með því að framleiða hormónið glukagon sem öfugt við insúlín eykur við blóðsykurinn með því að veita glúkósa úr geymslustöðunum út í blóðrásina.

 

Eftir tilraunir annarra vísindamanna vissi Xingawei Xiao að þegar alfafrumur eru ræktaðar í rannsóknastofu og áreittar með tveimur svonefndum umritunarefnum, sem sé prótínum sem ákvarða hvaða frumugen eru virk og hver óvirk, þá breyta þær sér og taka að hegða sér eins og insúlínframleiðandi betafrumur. En útlit þeirra breytist ekki.

 

Veira ræsir framleiðslu

Endurbættar alfafrumur geta með þessu móti leyst af hendi verkefni betafrumnanna í friði fyrir ónæmiskerfinu.

 

En til þess að úr verði nothæf aðferð í baráttunni við sykursýki 1 þurfa endurbæturnar að fara fram í brisinu, ekki í petriskál. Læknirinn nýtti sér því genagræðslu.

 

Fyrst leitaði hann uppi þau gen sem mynda hin mikilvægu umritunarefni – Pdx1 og MafA – og kom þeim fyrir í meinlausri veiru sem getur ráðist inn í frumur og skilað þessum tveimur genum án þess að valda skaða.

 

Síðan var genabreyttum veirum sprautað í briskirtla músa sem þróað höfðu sykursýki 1.

 

Hugmyndin var sú að veirurnar réðust inn í alfafrumur í músunum og koma þeim til að framleiða umritunarefnin sem síðan breyttu þeim í raun í betafrumur – án þess að eiga á hættu árás ónæmiskerfisins.

 

Með því að setja insúlínframleiðslufrumur í hlaupkennda efnið alginat tókst líffræðingum að smygla frumunum fram hjá ónæmiskerfinu og inn í brisið. Ljósgrænu blettirnir á myndinni eru insúlín, sem frumurnar, bláu blettirnir, framleiddu.

Ungar mýs sýndu bata

Xiangwei Xiao prófaði þetta á ungum músum sem voru byrjaðar að þróa sykursýki 1 nægilega mikið til að blóðsykurstigið var komið úr 150 mg/dl upp í 200 mg/dl.

 

Í samanburðarhópnum voru fimm mýs og í þær var sprautað tómri veiru, án Pdx1 og MafA og í þeim hélt blóðsykurinn áfram að aukast. Eftir fimm vikur hafði blóðsykurinn komist í 500 mg/dl og allar samanburðarmýsnar voru dauðar.

 

Þeim músum sem fengu veirur með genunum Pdxa og MafA gekk miklu betur.

 

Blóðsykurstigið lækkaði og var eftir tvær vikur komið í eðlilegt horf. Þannig stóð í fjóra mánuði en þá hvarf verkunin og blóðsykurinn tók aftur að hækka.

 

Mýsnar höfðu sem sagt læknast tímabundið af sykursýki 1 og ef sami árangur næst hjá mönnum geta sykursýkisjúklingar með gerð 1 hætt að sprauta sig daglega en þess í stað látið nægja að fá eina sprautu á fjögurra mánaða fresti.

 

Ekki er ljóst hvers vegna aðferðin virkar aðeins í fjóra mánuði en mögulega hefur smám saman runnið upp fyrir ónæmiskerfinu að það hafi verið blekkt. Þá hefur það aðlagað árásartækni sína og ráðist á hinar breyttu alfafrumur.

 

Lestu einnig:

Hlaup leynir frumunum

Veikleikana við aðferð Xianweis Xiao má kannski yfirvinna áður en aðferðin verður prófuð á mönnum.

 

En ef það reynist óyfirstíganleg hindrun að ónæmiskerfið læri að þekkja inslúlínframleiðandi alfafrumur, þá má binda vonir við önnur tilraunaverkefni sem einnig er ætlað að lækna sykursýki 1.

 

Sameindalíffræðingnum Daniel Anderson hjá MIT (Massachusetts Institute of Technology) í Cambridge, BNA tókst árið 2016 að fela betafrumur fyrir ónæmiskerfinu með því að vefja þær í hlaupkennda efnið alginat.

 

Hann hugðist lækna mýs af sykursýki 1 með því að nota stofnfrumur úr mönnum.

 

Fyrst tókst honum að fá frumurnar til að þróast í betafrumur í rannsóknastofunni. En svo kom að því að setja þær í briskirtla músa með sykursýki 1. 

 

Til að komast hjá því að ónæmiskerfi músanna eyddi frumunum kom Anderson þeim fyrir í alginati.

 

Þetta er gljúpt efni og hleypir litlum sameindum á borð við insúlín í gegn en miklu stærri ónæmisfrumur og mótefni komast hins vegar hvorki lönd né strönd.

 

Mýsnar tóku að framleiða insúlín og blóðsykurinn komst í rétt horf en ónæmiskerfið tók ekki eftir þessum nýju insúlínverksmiðjum.

 

Franskir læknar vinna nú að aðferð til að draga úr árásargirni ónæmiskerfisins en aðrir vísindamenn veðja á genagræddar bakteríur sem eiga að hafa áhrif á ónæmiskerfið gegnum þarmana og fá það til að þyrma brisinu.

 

Ýmsar lofandi lækningaleiðir er verið að prófa í upphafstilraunum og eftir nokkur ár verða margir sykursýkisjúklingar orðnir þátttakendur í klínískum tilraunum.

 

Eftir 10-15 ár kynnu allir sykursýkisjúklingar með gerð 1 að geta lagt insúlínpennana frá sér.

 

 

 

Birt 02.09.2021

 

 

 

GORM PALMGREN

 

Lestu einnig:

(Visited 676 times, 1 visits today)

Tengdar Greinar

No Content Available

FULLUR AÐGANGUR AÐ VEFNUM Í 14 DAGA FYRIR 0 KRÓNUR

PRÓFAÐU 14 DAGA FYRIR 0 KRÓNUR