Cukrzyca typu 2 to jedna z najczęstszych chorób cywilizacyjnych związanych ze starzeniem się populacji. Dotychczasowe badania wskazywały, że nieprawidłowe fałdowanie białek występuje w siateczce śródplazmatycznej komórek β trzustki, które odpowiadają za produkcję insuliny i amyliny. Teraz naukowcy z University of Michigan odkryli, że nieprawidłowo sfałdowane białka gromadzą się również w mitochondriach tych komórek – co może prowadzić do ich śmierci i pogłębiania się choroby. Wyniki badań opublikowano w Nature Metabolism.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Dlaczego nieprawidłowe fałdowanie białek w mitochondriach może odgrywać kluczową rolę w rozwoju cukrzycy typu 2.
- Jakie znaczenie ma białko LONP1 i co pokazują jego niedobory w komórkach β trzustki.
- Jakie są potencjalne kierunki leczenia wynikające z nowych badań nad eliminacją wadliwych białek.
- Dlaczego wczesna interwencja i diagnostyka mogą zapobiegać rozwojowi cukrzycy typu 2 na poziomie komórkowym.
Fałdowanie białek – kluczowy proces, który zawodzi w cukrzycy
Białka, by mogły pełnić swoje funkcje, muszą być odpowiednio „złożone” w trójwymiarową strukturę. W cukrzycy typu 2 proces ten jest zaburzony, szczególnie w przypadku dwóch kluczowych białek:
- Insuliny, regulującej poziom cukru we krwi,
- Amyliny, wpływającej na uczucie sytości.
Oba białka produkowane są przez komórki β trzustki i mogą ulegać nieprawidłowemu fałdowaniu. Szczególnie amylina tworzy tzw. agregaty amyloidowe, przypominające złogi obserwowane w mózgu pacjentów z chorobą Alzheimera.
Te dwa białka były jedynym przedmiotem zainteresowania komórek wysepek trzustkowych chorych na cukrzycę – wyjaśnia dr Scott Soleimanpour, profesor i dyrektor Michigan Diabetes Research Center. Chcieliśmy podejść do sprawy obiektywnie i znaleźć wszystkie nieprawidłowo sfałdowane białka w tych komórkach.
Mitochondria również biorą udział w patogenezie
Zespół badawczy przeanalizował ekspresję genów i białek w komórkach β osób zdrowych i chorych na cukrzycę typu 2. Okazało się, że problem fałdowania nie ogranicza się do siateczki śródplazmatycznej – mitochondria również akumulują wadliwie sfałdowane białka, co przyczynia się do obumierania komórek.
Najważniejsze odkrycie dotyczyło białka LONP1, które odpowiada za eliminację uszkodzonych lub nieprawidłowych białek w mitochondriach.
Mimo że LONP1 wiąże się z rzadkimi chorobami mitochondrialnymi, to jest to pierwsze badanie, które wykazało, że odgrywa on rolę w cukrzycy typu 2 – zaznacza Soleimanpour.
Dowody z badań na modelu mysim
Dalsze eksperymenty potwierdziły znaczenie LONP1. Myszy, u których sztucznie obniżono poziom tego białka, miały:
- wyższy poziom glukozy we krwi,
- zmniejszoną liczbę komórek β w trzustce.
Po uzupełnieniu LONP1 sytuacja uległa poprawie, co wskazuje, że przywrócenie aktywności tego układu może być nowym celem terapeutycznym.
Oczywiste jest, że osoby chore na cukrzycę typu 2 mają problemy z eliminacją nieprawidłowo sfałdowanych białek – podkreśla Soleimanpour. Kolejnym krokiem będzie znalezienie leków, które pomogą w ponownym złożeniu lub wyeliminowaniu tych białek.
Znaczenie dla profilaktyki i przyszłego leczenia
Zespół z Michigan zamierza zbadać, jak wcześnie rozpoczyna się proces patologicznego fałdowania białek. Soleimanpour wskazuje, że odkładanie się wadliwych białek może trwać latami, zanim dojdzie do jawnej cukrzycy.
Wnioski te podkreślają rolę wczesnej interwencji i diagnostyki, zanim choroba spowoduje nieodwracalne uszkodzenia komórek β.
👉 Wyniki oraz opis badań znajdziesz pod TYM LINKIEM
Główne wnioski
- W mitochondriach komórek β pacjentów z cukrzycą typu 2 gromadzą się nieprawidłowo sfałdowane białka, co prowadzi do stresu komórkowego i ich śmierci.
- Białko LONP1, odpowiedzialne za usuwanie uszkodzonych białek mitochondrialnych, występuje w obniżonych poziomach u chorych i może stanowić nowy cel terapeutyczny.
- Badania na myszach potwierdziły, że brak LONP1 prowadzi do hiperglikemii i redukcji liczby komórek β, a uzupełnienie tego białka cofnęło objawy.
- Nowe podejście do leczenia cukrzycy typu 2 może opierać się na eliminacji lub ponownym składaniu wadliwych białek, zanim dojdzie do utraty funkcji trzustki.
Źródło:
- Nature Metabolism
- University of Michigan
