Oamenii de ştiinţă au identificat un „comutator” celular care ar putea inversa diabetul.
Stresul mitocondrial perturbă producţia de insulină în diabet, dar inversarea daunelor poate restabili funcţia celulelor βeta, a constatat un nou studiu.
Disfuncţia mitocondrială în celulele βeta poate provoca imaturitatea acestora şi afectarea producţiei de insulină, contribuind la diabet. Cercetătorii au identificat acum, la şoareci, un răspuns la stres declanşat de mitocondriile deteriorate care împiedică aceste celule să funcţioneze corect, dar blocarea răspunsului cu un medicament a restabilit capacitatea acestora de a controla glucoza.
Mitocondriile sunt esenţiale pentru generarea energiei care alimentează celulele şi le permite acestora să funcţioneze. Cu toate acestea, defectele mitocondriale sunt legate de apariţia unor boli precum diabetul zaharat de tip 2. Pacienţii cu această afecţiune fie nu pot produce suficientă insulină, fie nu pot utiliza eficient insulina produsă de pancreas pentru a menţine un nivel normal de zahăr în sânge (glicemie).
Mai multe studii au arătat că celulele βeta pancreatice producătoare de insulină ale pacienţilor diabetici au mitocondrii anormale şi nu generează suficientă energie. Totuşi, aceste studii nu au explicat de ce aceste celule se comportă astfel.
Într-un studiu publicat luna aceasta în revista Science, cercetătorii de la Universitatea din Michigan au folosit şoareci pentru a demonstra că mitocondriile disfuncţionale declanşează un răspuns care afectează maturarea şi funcţia celulelor βeta pancreatice, producătoare de insulină.
„Am vrut să determinăm care sunt căile importante pentru menţinerea unei funcţii mitocondriale adecvate”, a declarat într-un comunicat Emily M. Walker, profesor asistent de cercetare în medicină internă şi primul autor al studiului.
Pentru a face acest lucru, echipa a deteriorat trei componente care sunt esenţiale pentru funcţia mitocondriilor: ADN-ul acestora, o cale utilizată pentru a scăpa de mitocondriile deteriorate şi una care menţine o rezervă sănătoasă de mitocondrii în celulă.
„În toate cele trei cazuri, a fost activat exact acelaşi răspuns la stres, care a determinat celulele βeta să devină imature, să nu mai producă suficientă insulină şi, în esenţă, să nu mai fie celule βeta”, a explicat Walker.
Rezultatele demonstrează că mitocondriile pot trimite semnale către nucleu şi pot schimba soarta celulei. Cercetătorii au validat aceste descoperiri şi în celulele insulelor pancreatice umane.
Disfuncţia mitocondrială afectează mai multe tipuri de celule
Rezultatele studiului au determinat echipa să extindă cercetările asupra altor celule care sunt afectate în timpul diabetului.
„Diabetul este o boală multi-sistemică - te îngraşi, ficatul produce prea mult zahăr şi muşchii sunt afectaţi. De aceea am vrut să analizăm şi alte ţesuturi”, a declarat dr. Scott A. Soleimanpour, director al Centrului pentru cercetarea diabetului din Michigan şi autor principal al studiului.
Echipa a repetat experimentele pe şoareci în celulele hepatice şi în celulele care stochează grăsimi şi a observat că a fost activat acelaşi răspuns la stres. Ambele tipuri de celule au fost incapabile să se maturizeze şi să funcţioneze corect.
„Deşi nu am testat toate tipurile de celule posibile, credem că rezultatele ar putea fi aplicabile la toate ţesuturile diferite care sunt afectate de diabet”, a comentat dr. Soleimanpour.
Inversarea leziunilor mitocondriale ar putea ajuta la vindecarea diabetului
Indiferent de tipul de celulă, cercetătorii au constatat că deteriorarea mitocondriilor nu a provocat moartea celulelor.
Această observaţie a adus în discuţie posibilitatea ca, dacă s-ar putea inversa deteriorarea, celulele să funcţioneze normal.
Pentru a face acest lucru, laboratorul a folosit un medicament experimental numit ISRIB - un inhibitor al răspunsului integrat la stres (ISR) care inversează efectele fosforilării factorului de iniţiere 2α (eIF2α) - care blochează răspunsul la stres. Ei au constatat la şoareci că, după patru săptămâni, celulele βeta şi-au recăpătat capacitatea de a controla nivelul glucozei.
„Pierderea celulelor βeta este calea cea mai directă către apariţia diabetului zaharat de tip 2. Prin acest studiu avem acum o explicaţie pentru ceea ce s-ar putea întâmpla şi cum s-ar putea interveni şi remedia cauza principală”, a indicat dr. Soleimanpour.
Echipa lucrează în continuare la investigarea căilor celulare care sunt întrerupte şi speră că va putea reproduce rezultatele în eşantioane de celule de la pacienţii diabetici.
