שיפור בטיפול באינסולין בחולי סוכרת
שיפור בטיפול באינסולין בחולי סוכרת (type 1) על ידי אנלוגים של התרופה.
פרופ` בן-עמי סלע, מנהל המכון לכימיה פתולוגית, מרכז רפואי שיבא, תל-השומר; החוג לביוכימיה קלינית, פקולטה לרפואה, אוניברסיטת תל-אביב.
כמות האינסולין המופרשת מבלוטת הלבלב באנשים בריאים נמוכה בדרך כלל, וקצב ההפרשה קבוע יחסית, פרט כמובן לפרק הזמן המיידי לאחר ארוחה. לעומת זאת, בחולים בסוכרת
(type 1) הידועה גם בשמה המקורי "סוכרת נעורים", שאינם יכולים להפריש אינסולין, מטרת הטיפול התרופתי באינסולין, הוא לנסות ולחקות את ההפרשה האנדוגנית העצמית של ההורמון הזה בבריאות מלאה. ובפועל מושגת מטרה זו על ידי הזרקות תת-עוריות של אינסולין "קצר-טווח" לפני הארוחה כדי למנוע את השיא הצפוי ברמת הסוכר גלוקוזה, או על ידי הזרקה חד-יומית או דו-יומית של אינסולין "ארוך-טווח" או בעל טווח בינוני לחיקוי השחרור היומי התקין של אינסולין. משך 50 שנה כמעט, מאז גילוי משמעות האינסולין בניסויים הקלאסיים בכלבים של באנטינג, בסט ומקלאוד בקנדה בראשית שנות ה- 20, המקור להפקת אינסולין לטיפול תרופתי היה חזיר או בקר. אך בשנות ה- 70 חלה התקדמות בטכנולוגיה הגנטית שפרצה את הדרך ליצירת תכשירי אינסולין ממקור אנושי שהונדסו גנטית, ואכן היום התכשירים המועדפים הם ריקומביננטים של אינסולין אנושי.
תוצרי האינסולין מסווגים על פי משך או טווח פעולתם: האינסולין עם טווח הפעילות הקצר (הידוע אף כ-regular insulin), כדי לנסות ולחקות את רמות השיא של האינסולין המופרש מבלוטת הלבלב מייד לאחר ארוחות. מִרשמי אינסולין אלה מוזרקים בדרך כלל לפני הארוחה, מתחילם בפעולתם לאחר כ- 30 דקות, ומשך השפעתם בין 2-8 שעות. הם אינם אידיאלים אם המטופל אינו מקפיד על זמן ההזרקה ביחס למועד הארוחות, ואז ניתן להיקלע למצב של רמות יתר-של-גלוקוז. בעיה אחרת היא בנטיית מולקולות האינסולין להתלכד ביניהן בגלל הזיקה ההדדית הגבוהה ליצירת הֶקְסָמְרִים (תלכידים של 8 מולקולות אינסולין). ההתפרקות האיטית של תלכיד כזה מעכבת את ספיגת האינסולין, ואת זמן התגובה שלו.
תכשירי האינסולין המושהה לטווח בינוני (NPH ו-Lente) ולטווח הארוך (Ultralente) נועדו לחקות את הרמות הבסיסיות של אינסולין במצב פיסיולוגי נורמאלי ולשמור בדם על רמת אינסולין יציבה באופן יחסי. יש תכשירי אינסולין המוזרקים פעם אחת ביום בשילוב עם תכשיר אינסולין לטווח-קצר, ואילו תכשירים אחרים ניתנים בהזרקה פעם אחת ביום. האינסולין לטווח-בינוני (NPH) מכיל תוספת של החלבון הבסיסי protamine, שתפקידו להשהות ולעכב את ספיגת האינסולין, ובכך להאריך את משך פעולתו. תחילת הפעולה של תכשיר כזה כשעה עד שעתיים מהזרקתו, כאשר עיקר השפעתו בתחום שבין 4 עד 12 שעות מההזרקה. הספיגה המואטת של תכשיר ה-Lente מושגת על ידי תוספת מלחי אבץ להורמון, המביאים להשקעת האינסולין, וכך מופיע ההורמון האחרון במחזור הדם שעתיים וחצי לאחר ההזרקה, מגיע לשיא ריכוזו בדם בין 7 ל- 15 שעות ונעלם מהדם לאחר 20 שעות לערך. אינסולין ארוך- טווח
(Ultralente), שהוא תמיסה מימית של גבישי אבץ-אינסולין עם pH ניטראלי, מתחיל פעולתו בדם לאחר 4 שעות, מגיע לשיא ריכוזו לאחר 7 שעות ומשפיע לאורך 8 עד 20 שעות. חסרונות התכשיר האחרון שהוא אינו מחקה באופן עקבי את הפרשת האינסולין האנדוגני, ויש לו אופי בלתי אחיד של ספיגה אפילו באותו מטופל עצמו.
קיימים גם תכשירי אינסולין דו-שלביים שהם תערובת של תכשירי אינסולין קצרי-טווח ובעלי טווח בינוני. יש מספר תכשירים המכילים יחסים שונים של שני סוגי האינסולין כאשר חלקו היחסי של ההורמון קצר הטווח נע בין 10-50% ובהתאמה חלקו היחסי של התכשיר בעל הטווח הבינוני נע בין 90%-50%. תכשירי האינסולין הריקומביננטי האנושי המיוצרים בשיטת הנדסה גנטית, זהים ברצף חומצות האמינו שלהם באופן מוחלט לאינסולין הטבעי המיוצר בלבלב. אך בניגוד לפעולה הטבעית המתוזמנת היטב של הפרשת האינסולין מהלבלב בתגובה (feed back), יש צורך בהזרקת אינסולין תרופתי לפחות 30 דקות לפני הארוחה כדי לאפשר זמן לספיגה וכניסה לדם. כמו כן קיימת שונות ניכרת בזמני התגובה מרגע ההזרקה התת-עורית, בשל זמני ספיגה משתנים ומשך פעילות ארוך מדי. לכן באה היוזמה לתכנון מוליקולות אנלוגיות של אינסולין, שתהיינה בעלות זמן ספיגה מהיר יותר, ולקצר בכך את משך התגובה למזון. כך ניתן יהיה להזריק את האנלוג מייד לפני הארוחה או עד 15 דקות מהתחלת הארוחה. בכך תושג נוחיות יתר בהשוואה לאינסולין הריקומביננטי בו יש זמן שהות של 30 דקות לתחילת השפעתו. בתכנון האנלוגים לתגובה יותר צמודה לעליית רמת הגלוקוז לאחר ארוחה, תימנע גם ההסתכנות ברמת-חסר של גלוקוז בשעות הלילה (nocturnal hypoglycaemia).
האנלוגים של אינסולין הם מולקולות של הורמון זה שתוכננו ע"י שינוי הרכב חומצות האמינו ברצף המקורי, ליצירת אינסולין בעל תכונות כימו-פיסיקליות שונות, וכמובן בעל תכונות ביולוגיות ופארמקו-דינמיות שונות. התחלת הפעולה וההגבה האיטית של האינסולין המקורי, מיוחסות לנטייה של מולקולות אינסולין להתחבר ליצירת הקסמרים. באנלוגים של אינסולין נמנעת יצירת תלכידים אלה.
האנלוג הראשון שפותח הוא האינסולין מהיר-הפעולה שייצרה חברת התרופות, Eli Lilly שנקרא Humalog או lispro. הוא נוצר על ידי היפוך מיקומן של שתי חומצות האמינו השכנות בעמדות 28 ו- 29 של שרשרת B של האינסולין, ובאנלוג זה ליזין בעמדה 28 ופרולין בעמדה 29. שינוי קל זה מביא ליצירת הורמון הנספג ופועל מהר ללא הופעת תלכיד הקסמרי. כתוצאה מכך, Humalog נחשב לאנלוג מהיר ובעל זמן תגובה קצר. הוא מתחיל להגיב תוך 5-15 דקות, מגיע לשיא הפעילות תוך שעה עד שעתיים והוא בעל משך פעילות של 4-5 שעות. זמן תחילת פעולה כה מהיר משמעותו שניתן להזריקו ממש לפני הארוחה או מייד אחריה. תכונה זו של Humalog מקנה לו יתרון של נוחיות בשימוש בו למטופל יש שליטה טובה יותר על הרגלי האכילה וזמני הארוחות. Humalog בתכונותיו מחקה את הפרופיל הטבעי של אינסולין אנדוגני בבריאות מלאה, שמגיע לריכוזי-שיא מחזוריים בדם מייד לאחר ארוחות, כדי להתמודד עם העלייה החדה ברמת הגלוקוזה מייד לאחר הארוחה, ודועך מייד לאחר מכן. ה-Humalog נלקח בשילוב עם אינסולין בעל טווח פעולה בינוני או ארוך המעניק לגוף את רמת האינסולין הבסיסית לאורך כל היום. אנלוג מהיר-תגובה נוסף של אינסולין פותח ע"י חברה דֶנית Novo Nordisk, וכינויו אינסולין-אספרט (ושמות המותג שלו הם NovoRapid וגם NovoLog). הוא נוצר על ידי שיחלוף חומצת האמינו פרולין בעמדה 28 של שרשרת B באינסולין בחומצה אספרטית.
למרות שמוצרי האינסולין קצר המועד שפותחו היו מכוונים בעיקר לספק את הדרישות המיידיות של רמות הגלוקוז המוגברות בדם מייד לאחר ארוחות, פיתוח אנלוגים של אינסולין לטווחים הבינוני והארוך היו מסובכים יותר. זאת כיוון שהאנלוגים לטווחים הארוכים יותר צריכים להתגבר על שתי מכשלות עקריות: ראשית, קיימים הבדלים בולטים בספיגה של האינסולין המוזרק בין המטופלים, והבדלי ספיגה אלה קיימים אפילו באותו אדם בנקודות הזרקה שונות. למרות שהבעיות המתוארות קיימות עם האינסולין המקורי המוזרק למטופלים, הן אף גדולות יותר עם התוצר המיועד לטווח פעולה בינוני (NPH) או ארוך (Ultralente). הבעיה השנייה נעוצה בעובדה שלאחר עיכוב של מספר שעות בספיגת מוצרי האינסולין לטווחים ארוכים יותר, מתהווה רמת שיא של אינסולין בדם, דווקא בחלון זמן בו רמת הגלוקוזה לא גבוהה במיוחד, שכן אין מדובר דווקא ברמת השיא של הסוכר מייד לאחר ארוחה. כך עלול להתהוות מצב מסוכן לא פחות של רמת-חסר של סוכר בדם (hypoglycaemia). בעיות אלה עמדו לנגד עיני המפתחים של האנלוגים של אינסולין בעלי טווח פעילות ארוך.
באופן אידיאלי אינסולין ארוך-טווח אמור להיספג באיטיות, להיות זמין לאורך זמן ולהיות בעל דרגת יציבות גבוהה (הנמדדת על פי ערכי תקופת מחצית-החיים של התרופה הנמדדת בשעות), כל זאת כדי לאפשר הסתפקות בהזרקה אחת ליום. בשנת 2001 החלה חברת Aventis לשווק תחת שם המותג Lantus את האנלוג Glargin של אינסולין אנושי ונראה שיש בו הבטחה לשמש אינסולין ארוך-טווח יעיל. הוא מיוצר בטכנולוגייה של DNA ריקומביננטי, תוך שימוש בפונדקאי בגזע של החיידק E.Coli והוא שונה מהאינסולין האנושי על ידי שחלוף של החומצה האמינית גליצין במקום אספרגין בעמדה מס` 21 ברצף חומצות האמינו של ההורמון. כמו כן, הוסיפו 2 שיירים של חומצת האמינו ארגינין לקצה הקרבוקסילי של שרשרת B של האינסולין הריקומביננטי.
תוספת זו משנה את הנקודה האיזואלקטרית של ההורמון מ- 5.4 ל- 6.7, כלומר המולקולה הופכת ליותר מסיסה בנוזל החומצי שבאמפולה המיועדת להזרקה, אך לפחות מסיסה בתנאי החומציות הניטראליים בנקודת ההזרקה. כך נוצרים משקעים זעירים של החומר המוזרק, ו-glargine משתחרר לאיטו למשך תקופה של 24 שעות לספק רמה קבועה של אינסולין ללא שינויים תזזיתיים ברמתו. חסרונו של glargine שלא ניתן לערבב אותו עם האינסולין המהיר, שכן הוא צריך סביבה חומצית להיות במצב נוזלי, ולא להתגבש באופן שימנע הזרקתו. אנלוג ארוך-טווח נוסף של אינסולין מפותח כעת בדנמרק וכינויו detemir. כאן הוספה להורמון חומצת שומן כדי לגרום לו להתקשר לחלבון הדם העיקרי-אלבומין. פעולתו ארוכת הטווח של אנלוג זה נובעת משחרורו האיטי מהקשר שלו לאלבומין. האנלוגים של אינסולין מראים פרופיל "זמן-פעולה" יותר פיסיולוגי עם זמן תגובה ומשך פעולה קצרים יותר (Humalog ו-NovoRapid), או השפעה יותר יציבה למשך 24 שעות עם Lantus.
כל המוצרים שהוזכרו ניתנים בהזרקה תוך-עורית, והחולים אמורים אם כך לבצע עשרות רבות של אלפי הזרקות כאלה לאורך חייהם, בהנחה שהם מזריקים לעצמם את האינסולין כ- 4 פעמים מדי יום. הדבר הביא כבר להכנסת השימוש במשאבת האינסולין, וכיום שוקדים על פיתוח תכשירים בהם יוחדר ההורמון דרך ריריות הפה בתרסיס המותז לפה (שם מותג oralin), דרך המעיים בבליעה או אף דרך בועיות הריאה. בישראל רשומים כ- 60 אלף חולים בסוכרת התלויה באינסולין (כ- 1% מכל האוכלוסייה), ואחוז זה תואם המידע על אחוז התחלואה העולמי בסוג זה של סוכרת המשתמע מסקירה נרחבת של Gale שהתפרסמה בדצמבר 2002 בכתב העת Diabetes. לכאורה יש בעולם כ- 60 מיליוני חולים להם האינסולין הוא בבחינת מושיע. אין אם כך ספק שהשיפורים הביו-טכנולוגיים במבנה התרופה וצורת החדרתה לדם יתמידו עוד ועוד.
בברכה, פרופ` בן עמי סלע
ראיתם משהו בכתבה שמעניין אתכם, רוציםמידע נוסף? מבקשים ייעוץ מקצועי? שלחו לנו את פרטיכם ויחזרו אליכם בקרוב.
