Zidentyfikowano białko odpowiedzialne za nasilenie cukrzycy

aldenchadwick
Jedno białko odpowiedzialne jest i za zahamowanie produkcji insuliny w trzustce, i za samoistną destrukcję komórek beta, która następuje wraz z postępem cukrzycy – informują naukowcy z Uniwersytetu Alabama w Birmingham. Odkrycie to nie tylko poszerza naszą wiedzę w zakresie mechanizmów wpływających na obniżoną produkcję insuliny, ale także dostarcza cennych wskazówek, które mogą zostać wykorzystane w badaniach nad nową grupą leków na cukrzycę.


Nowy trop w walce z cukrzycą
Badacze odkryli, że białko noszące nazwę TXNIP kontroluje aktywność komórek beta w zakresie produkcji insuliny, czyli hormonu regulującego poziom cukru we krwi. Jak twierdzi starsza autorka badania, dr Anath Shalev z Uniwersytetu w Alabamie, potwierdzenie, że TXNIP prowadzi do śmierci komórek beta w cukrzycy typu 1 i 2, zajęło naukowcom wiele lat. Udało im się także stwierdzić, że aktywność białka stymuluje proces wpływający na zmniejszenie produkcji insuliny przez komórki beta.


W czasie badań Shalev wraz ze współpracownikami odkryła, że wysoki poziom TXNIP sprawia, że w komórkach beta pojawia się pewien fragment materiału genetycznego, nazywany mikroRNA-204. Genetyczne instrukcje kodowane są w łańcuchach DNA i przekształcane w kwasy rybonukleinowe (RNA), które nadzorują budowę białek wchodzących w skład struktur ciała i sygnałów. Jednak duża część materiału genetycznego człowieka nie koduje białek, przez co zyskała miano „śmieciowego DNA”. Fragmenty RNA, noszące nazwę mikroRNA, tworzone są w oparciu o „śmieciowe DNA”, jednak zamiast przekształcać swoje wiadomości w białka, hamują one aktywność konkretnych genów. Odkrycie to dostarczyło naukowcom kolejnego narzędzia pozwalającego na regulację aktywności genów.


Naukowcy zauważyli, że w odpowiedzi na sygnał TXNIP, mikroRNA-204 oddziałuje na MAFA, czyli czynnik transkrypcyjny aktywujący gen insuliny. Nie jest to pierwszy znany przypadek, gdy mikroRNA wpływa na czynnik transkrypcyjny, jednak po raz pierwszy czynnik ten jest kluczowy dla ekspresji ludzkiego genu insuliny. Naukowcy dowodzą więc istnienia nieznanego dotąd szlaku TXNIP/miR-204/MAFA, który spowalnia produkcję insuliny oraz napędza rozwój cukrzycy.


Rola wolnych rodników w cukrzycy
Nadmierna ekspresja białka TXNIP, czyli tzw. tioredoksyny interakcji (ang. thioredoxin-interacting protein), stymuluje jeden z najbardziej destrukcyjnych procesów w cukrzycy, a mianowicie uwalnia fale wysoce reaktywnych cząsteczek – wolnych rodników – które przyczyniają się do samoistnej destrukcji komórek beta. Generalnie, komórki używają procesu utleniania w celu aktywacji procesów komórkowych, takich jak regeneracja. Jednak w niektórych przypadkach wskutek utlenienia tworzone są cząsteczki reaktywne, które niszczą składniki komórek w procesie nazywanym stresem oksydacyjnym. Poprzez zahamowanie działania tioredoksyny, TXNIP stymuluje stres oksydacyjny. Szczególnie podatne na ten proces są komórki beta, dlatego też obarczone są najwyższym ryzykiem uszkodzeń w jego wyniku.

Shalev wierzy, że nadmierne zapotrzebowanie na insulinę, która konieczna jest, aby przeciwdziałać podwyższonemu poziomowi cukru we krwi, ostatecznie osłabia komórki beta. W ten sposób nie są one w stanie produkować tyle insuliny, ile potrzebuje organizm ludzki. W konsekwencji poziom cukru we krwi rośnie, a wraz z nim produkcja TXNIP, co skutkuje wytwarzaniem jeszcze mniejszej ilości insuliny i wzmożoną śmiercią komórek beta.

Jak zwiększyć produkcję insuliny u diabetyków?
Kolejnym krokiem podjętym przez badaczy z Uniwersytetu Alabama jest próba zidentyfikowania nowego rodzaju leków, które mogłyby regulować poziom TXNIP, co pozwoliłoby na zwiększenie produkcji insuliny i wydłużenie żywotności komórek beta. Przy współpracy z ośrodkami badawczymi Southern Research Institute i Alabama Drug Discovery Alliance, naukowcy poddali analizie ok. 300 000 niewielkich cząsteczek, co pozwoliło na wyodrębnienie tych najbardziej obiecujących. Zespół badawczy zamierza rozpocząć testy, których celem będzie określenie idealnego związku chemicznego, którego działanie wypróbowane zostanie podczas testów klinicznych.

W pierwszych badaniach naukowcom udało się stwierdzić, że możliwe jest regulowanie ekspresji TXNIP, która wzrasta w odpowiedzi na podwyższony poziom cukru we krwi, wpływając w negatywny sposób na organizm chorego – twierdzi Shalev. Zespół badawczy rozpoczął także badania nad związkiem, który oddziaływałby na mikroRNA-204 zamiast TXNIP, co pozwoliłoby na stworzenie nowych metod terapeutycznych dla diabetyków.

Szczegółowe informacje o rozwoju i leczeniu cukrzycy znaleźć można na abcZdrowie.pl.