O echipă de cercetători americani a identificat o ţintă terapeutică pentru protejarea şi regenerarea celulelor beta (celule β), celulele din pancreas care produc şi distribuie insulină.
O descoperire a cercetătorilor de la Institutul de Diabet, Obezitate şi Metabolism (DOMI) de la Şcoala de Medicină Icahn, (Mount Sinai), ar putea preveni rezistenţa la insulină, ceea ce ar avea un impact major asupra pacienţilor cu diabet de tip 2, cu beneficii semnificative pentru milioane de oameni din întreaga lume.
Toate formele majore de diabet sunt cauzate de cantitatea insuficientă de celule β. Când nivelurile de glucoză din sânge cresc în organism, ca în cazul unei diete bogate în grăsimi, celulele β răspund prin producerea şi eliberarea unei cantităţi mai mari de insulină, pentru a aduce nivelul de glucoză din sânge sub control. Dar o glicemie ridicată de durată în timp, cunoscută sub numele de hiperglicemie, poate afecta capacitatea celulelor β de a produce şi secreta insulină.
Acest lucru duce la un cerc vicios, niveluri tot mai mari de glucoză şi o continuă scădere a funcţiei celulelor β, care în final va duce la moartea celulelor β, fenomen cunoscut sub numele de toxicitatea glucozei. Astfel, păstrarea şi regenerarea celulelor β reprezintă un scop terapeutic esenţial în diabet.
Studiul echipei de la Mount Sinai, publicat în Nature Communications, a descoperit un mecanism molecular care pare să fie implicat în păstrarea şi regenerarea celulelor β, şi implică proteina care leagă factorul de răspuns la carbohidtraţi (ChREBP).
Cercetătorii au arătat că producţia unui izoform hiperactiv al acestei proteine, ChREBPβ, este necesară pentru producerea mai multor celule β, ca răspuns la o cerere crescută de insulină în organism, datorată unei diete bogate în grăsimi sau expunerii semnificative la glucoză. Cu toate acestea, metabolismul prelungit şi crescut al glucozei face ca proteina ChREBPβ să fie supraprodusă, ceea ce duce la toxicitatea glucozei în celulele β şi la moartea lor.
Echipa de cercetare a constatat, la şoareci şi pe celule β umane, că este posibil să se contracareze efectele ChREBPβ şi moartea celulelor β, prin creşterea expresiei unei forme alternative a proteinei, ChREBP⍺, sau prin activarea factorului nuclear de transcripţie aferent factorului eritroid 2 (Nrf2), o proteină care protejează celulele de daune oxidative, păstrându-se astfel numărul celulelor β.
„În mod tradiţional, ChREBP a fost considerată un mediator al toxicităţii glucozei, dar am observat apariţia formei ChREBPa, care a protejat celulele beta“, a declarat Donald Scott, profesor de endocrinologie, diabet zaharat şi boli osoase la Icahn.
„Folosind instrumente pe care le-am dezvoltat şi care ne-au permis să examinăm aceste izoforme în mod independent, am constatat că ChREBPβ joacă un rol cheie în distrugerea treptată a celulelor β. Astfel, credem că este un marker al hiperglicemiei şi toxicităţii glucozei”, a mai spus profesorul.
„Mai mult decât atât, am constatat că, dacă eliminăm ChREBPβ sau o anihilăm farmacologic, putem atenua efectele toxicităţii glucozei şi putem proteja celulele. Această descoperire interesantă creează o oportunitate pentru dezvoltarea unor agenţi terapeutici care să vizeze acest mecanism molecular, pentru a bloca, în mod eficient producţia de chREBPβ şi, de a păstra astfel, volumul celulelor β.
„Acest lucru nu numai că ar adresa problema care a condus la cercetarea diabetului în toţi aceşti ani, dar ar putea împiedica pacienţii cu diabet de tip 2 să devină insulino-dependenţi din cauza pierderii celulelor β, ceea ce ar avea un impact semnificativ asupra rezultatelor şi calităţii vieţii”, a mai precizat profesorul.
Pe baza acestor constatări, echipa de cercetare şi-a propus să exploreze impactul supraproducţiei ChREBPβ la pacienţii cu diabet zaharat de tip 1, care diferă de diabetul de tip 2 prin faptul că pancreasul nu produce insulină.
Echipa este interesată să examineze în continuare mai multe mecanisme moleculare, care au potenţialul de a bloca producţia de ChREBPβ, prevenind astfel apariţia toxicităţii glucozei şi moartea celulelor β.
Oamenii de ştiinţă şi-au propus să investigheze şi dacă acest cerc vicios observat în acest studiu, în care ChREBPβ este supraprodusă, ducând la toxicitatea glucozei în celulele β şi la moartea lor, apare şi în alte ţesuturi în care proteina chREBPβ este exprimată, respectiv în rinichi, ficat, şi ţesutul adipos din corp (grăsimea), putând contribui astfel la complicaţii diabetice.
„Studiul a fost posibil prin tehnici de ultimă generaţie, precum secvenţierea ARN, imagistica tridimensională şi bioinformatica. Descoperirile noastre oferă o bază pentru menţinerea volumului de celule β existente şi pentru dezvoltarea de noi abordări terapeutice care au potenţialul de a preveni cu succes evoluţia a mii de pacienţi cu diabet de tip 2 către dependenţa de insulină”, a declarat la rândul său autorul principal al studiului, Liora S. Katz, lector univ. la facultatea de medicină de la Icahn, Mount Sinai.
