Celulele beta (ß) sunt gardieni cheie ai echilibrului metabolic al organismului. Ele sunt singurele celule capabile să producă insulină, care reglează nivelul de zahăr din sânge prin desemnarea zahărului din alimentaţie pentru utilizare imediată sau stocare. Descoperiri recente ar putea fi folosite pentru a înţelege şi trata mai bine diabetul zaharat de tip 1 şi 2.
O echipă condusă de oameni de ştiinţă de la Institutele de Imunobiologie şi Epigenetică Van Andel din Statele Unite şi Max Planck, din Germania, a identificat două subtipuri distincte de celule beta (celule ß) producătoare de insulină, fiecare cu caracteristici esenţiale care pot fi folosite pentru a înţelege şi trata mai bine diabetul de tip 1 şi 2.
În cazul diabetului zaharat de tip 1, celulele ß sunt atacate de propriul sistem imunitar al organismului, ceea ce le face incapabile să producă insulină.
Diabetul zaharat de tip 2 apare din cauza rezistenţei la insulină; excesul de zahăr din sânge rezultat din dieta unei persoane determină celulele ß din pancreas să lucreze peste program. În cele din urmă, celulele ß nu mai pot ţine pasul, iar concentraţiile de zahăr din sânge pot creşte până la niveluri periculos de ridicate.
Ambele boli sunt tratate prin intensificarea acţiunii insulinei, fie prin furnizarea de insulină în sine, fie prin creşterea activităţii şi eliberării acesteia în sânge.
Unele persoane cu diabet zaharat de tip 1 pot opta pentru un transplant de celule ß, o procedură experimentală prin care celule funcţionale de la un donator sunt implantate în pancreas.
Noile descoperiri, publicate în Cell Metabolism, sugerează mai multe căi potenţiale care ar putea fi utilizate în viitor pentru tratamentele împotriva diabetului, cum ar fi ajustarea raportului dintre subtipurile de celule ß în transplanturi pentru a asigura o funcţionare optimă.
„Toate celulele variază într-un fel, dar aceste două subtipuri de celule ß sunt discret şi consistent diferite una de cealaltă. Acest lucru indică faptul că ele îndeplinesc două funcţii diferite, dar necesare, ca producători de insulină. Sunt specializate, fiecare având propriul lor rol", a declarat J. Andrew Pospisilik, profesor la Institutul Van Andel şi autor principal al studiului.
Cercetătorii au observat şi diferenţe în raportul dintre un subtip şi altul în diabet.
Înţelegerea acestor două tipuri de celule - şi a relaţiei dintre ele - ar putea oferă o imagine mai clară a diabetului, oferind noi oportunităţi de tratament, spun autorii.
Oamenii de ştiinţă cunosc de multă vreme diferenţele dintre celulele ß, dar acest studiu este primul care delimitează în mod clar subtipurile specifice de celule.
Descoperirile au fost identificate atât în modele de şoareci, cât şi în eşantioane de celule ß umane.
Cele două tipuri - descrise de autorii studiului ca ßHI şi ßLO - diferă, printre alte caracteristici, prin funcţie specifică, dimensiune, formă şi caracteristici epigenomice.
De asemenea, ele prezintă modele contrastante de markeri de suprafaţă, care ajută celulele să trimită şi să primească mesaje chimice.
Celulele ßHI par să fie mai răspândite în cazul diabetului de tip 2, spun autorii acestui studiu.
Una dintre constatările importante ale studiului, potrivit autorilor, este faptul că subtipurile pot fi separate prin prezenţa sau absenţa unei proteine numite CD24, care acţionează ca un marker care permite vizarea unui tip dintre aceste celule dar nu şi a celuilalte.
Această distincţie poate contribui la dezvoltarea unor strategii mai precise de tratament pentru diabet şi oferă un instrument esenţial care permite cercetătorilor din acest domeniu să studieze mai bine fiecare tip de celule în profunzime.
De asemenea, descoperirile reformulează ceea ce se ştie despre modul în care se dezvoltă celulele ß la începutul vieţii.
Celulele ß sunt printre cele mai longevive celule din organism, cu o durată de viaţă de 30-40 de ani. La fel ca toate celulele, cele mai timpurii celule ß provin din celulele stem, din care se diferenţiază în numeroase alte tipuri de celule care alcătuiesc organismul.
Acest proces este ghidat în mare măsură de proteine specializate numite factori de transcripţie, care activează şi dezactivează genele.
Cu toate acestea, studiul sugerează că celulele ß ar putea fi o excepţie.
Cercetătorii au identificat dozajul epigenetic, mai degrabă decât factorii de transcripţie, ca fiind o forţă motrice în spatele deciziei celulelor ß de a deveni ßHI sau ßLO.
Este pentru prima dată când s-a demonstrat că dozajul epigenetic modifică raportul dintre tipurile de celule înrudite.
Ca şi factorii de transcripţie, semnele epigenetice spun genelor când trebuie să fie active şi când trebuie să fie silenţioase. Dozarea epigenetică se referă la cantitatea acestor marcaje.
În celulele ß, echipa a identificat anterior o marcă epigenetică numită H3K27me3 ca fiind un factor cheie al diferenţierii.
În acest nou studiu, ei au descoperit că dozajul aceluiaşi marcaj controlează numărul de ßHI faţă de ßLO şi, prin urmare, oferă o nouă ţintă pentru potenţiale noi tratamente împotriva diabetului.
„Frumuseţea acestui mecanism este noutatea sa - este pur şi simplu condus de epigenetică, fără ajutor din partea factorilor de transcripţie", a declarat Pospisilik.
„Cheia aici este că modificările epigenetice pot fi inversate, ceea ce deschide o întreagă serie de întrebări cu implicaţii pentru tratament", a mai menţionat omul de ştiinţă.
