Odkryto mechanizm powstawania cukrzycy noworodkowej

Insulina to hormon wydzielany przez komórki beta trzustki. Ma kluczowe znaczenie dla utrzymania prawidłowego poziomu glukozy we krwi. Niedobór insuliny prowadzi do cukrzycy. U dzieci najczęściej obserwuje się cukrzycę typu 1, u dorosłych - typu 2.

Jednak od niedawna lekarze wyodrębniają jeszcze jeden typ choroby - cukrzycę noworodkową, którą diagnozuje się u dzieci w ciągu pierwszych sześciu miesięcy życia. W tych przypadkach choroba zawsze ma podłoże genetyczne - powoduje ją mutacja w genie regulującym funkcję komórek β trzustki.

Okazuje się, że mutacja ta dotyczy jednak tylko jednej kopii genu. Jak wyjaśniają autorzy omawianej pracy (https://elifesciences.org/articles/38519), teoretycznie więc druga - działająca kopia - powinna wystarczyć do zapewnienia wystarczającej produkcji insuliny i utrzymania prawidłowego poziomu cukru we krwi. Jednak tak się nie dzieje: mimo sprawnej kopii genu, wydzielanie insuliny zatrzymuje się całkowicie po kilku miesiącach. Uważa się, że jest to spowodowane toksycznym działaniem zmutowanej insuliny wewnątrz komórki, ale dokładne mechanizmy nie są jeszcze poznane.

„Wiadomo, że zmutowana insulina wywołuje przewlekłą reakcję stresową w komórkach beta. Do tej pory uważano, że stres ten prowadzi do śmierci takiej komórki - tłumaczy prof. Timo Otonkoski z Uniwersytetu w Helsinkach. - Postanowiliśmy szczegółowo zbadać konsekwencje stresu związanego z komórkami beta, ponieważ zrozumienie tego procesu może pomóc w opracowaniu leków zapobiegających i tym rzadkim, i powszechnym formom cukrzycy”.

„Nasze testy prowadziliśmy na rzeczywistych komórkach beta pochodzących od pacjentów” - dodaje badacz.

Wraz ze swoim zespołem prof. Otonkoski stworzył model choroby u ludzi. Wykorzystał w tym celu komórki macierzyste pobrane od osób posiadających mutacje w genie regulującym produkcję insuliny. Następnie badacze zmodyfikowali owe komórki za pomocą techniki edycji genów o nazwie CRISPR, a jeszcze później zaindukowali je w celu przekształcenia w komórki beta. Tak zmienione komórki wszczepiono myszom i obserwowano ich funkcje.

„Naszym głównym odkryciem było to, że komórki beta wcale nie umierały z powodu przewlekłego stresu, jaki wywoływała w nich zmutowana forma insuliny, za to faktycznie ich wzrost i rozwój był zaburzony. Czyli nieprawidłowa insulina upośledza rozwój i podział komórek beta, ale bez zwiększania stopnia apoptozy (programowanej śmierci komórki - przyp. PAP)” - mówi dr Diego Balboa, jeden ze współautorów pracy.

„Wiedza ta powinna stać się podstawą do opracowania przyszłych leków wykorzystywanych w leczeniu i zapobieganiu cukrzycy” - dodaje.

„W badaniu tym opisaliśmy mechanizmy łączące przewlekły stres komórkowy ze słabym, bo zaburzonym, rozwojem komórek wytwarzających insulinę. Zmniejszona liczba komórek beta natychmiast wywołuje cukrzycę u noworodków, co ogromnie zwiększa ryzyko cukrzycy w późniejszym życiu. Zrozumienie mechanizmów molekularnych tych procesów może pomóc w opracowaniu sposobów zachowania prawidłowej liczebności oraz funkcji komórek beta” - podsumowuje prof. Otonkoski.(PAP)

Opublikowano: 21.12.2018 r.