Până când cineva este diagnosticat cu diabet zaharat - în oricare dintre formele sale - fabrica de fabricare a insulinei din corpul lor s-a oprit sau cel puțin un târât lent.

descoperirea

Și la persoanele cu obezitate, oferta de insulină se luptă adesea să țină pasul cu cererea - mai ales dacă persoana mănâncă o dietă tipică occidentală.

Dar o nouă descoperire făcută în principal la șoareci ar putea oferi noi opțiuni pentru ca acele fabrici să meargă din nou. Ar putea oferi noi căi de creștere a aportului de insulină pentru a readuce metabolismul pe drumul cel bun la persoanele cu diabet de tip 1 și tip 2 și obezitate.

Descoperirea unei noi modalități de a determina pancreasul de șoarece să producă mai multe celule beta producătoare de insulină, descrisă într-o nouă lucrare în Nature Immunology, a fost făcută de cercetătorii de la Universitatea din Michigan și colegii lor.

Stimularea celulelor beta

Multe echipe de cercetare au lucrat pentru a găsi modalități de a stimula proliferarea celulelor beta, în principal prin stimularea semnalelor celulare pozitive. Dar echipa din spatele noii lucrări a făcut-o într-un mod diferit, eliminând o pereche de semnale negative care acționează ca un obstacol în calea diviziunii și creșterii celulelor beta.

Rezultatul? Celulele beta s-au împărțit rapid, umflând structurile numite insule din interiorul pancreasului și producând suficientă insulină pentru a face față dietei bogate în grăsimi pe care șoarecii au fost hrăniți. De fapt, abordarea a funcționat doar atunci când șoarecii primeau o dietă bogată în grăsimi, în stil occidental.

Cercetarea s-a concentrat pe o pereche de receptori numiți TLR2 și TLR4. În mod normal, ele ajută celulele din tot corpul să primească semnale despre prezența unui invadator și încep să sune clopotele de alarmă pentru a stimula sistemul imunitar pentru a combate infecția.

Dar când Ling Qi, Ph.D., și colegii săi de la Universitatea Cornell și de la Școala de Medicină U-M au studiat șoareci care au fost modificați pentru a lipsi atât TLR2, cât și TLR4 în celulele lor, au găsit ceva surprinzător. Când sunt hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi cu 60% din calorii din grăsimi, insulele pancreatice s-au umflat atât de mult încât au putut fi văzute cu ochiul liber.

„După această observație inițială, am efectuat experimente suplimentare care demonstrează că acești doi factori funcționează împreună pentru a bloca proliferarea celulelor beta”, spune Qi, profesor de fiziologie moleculară și integrativă și medicină internă la U-M și autor principal al noii lucrări. "Dar dacă scoateți împreună TLR2 și TLR4 împreună, acele celule beta proliferează ca o nebunie".

O întorsătură neașteptată

Qi și colegii săi au început inițial să studieze rolul TLR2 și TLR4 în inflamația țesutului adipos la animalele care au dezvoltat obezitate, pentru a testa idei despre rolul sistemului imunitar în acest proces. Dar când au permis șoarecilor obezi să mănânce o dietă bogată în grăsimi, au observat că insulele lor crescuseră foarte mult.

Această descoperire accidentală i-a determinat să examineze ce se întâmplă - și ce factori din interiorul celulelor beta au fost afectați. Autorii principali ai studiului sunt investigatorul U-M Fiziologie cercetător Yewei Ji, dr., Și Shengyi Sun, dr., Fost Cornell și acum profesor asistent la Wayne State University din Detroit.

Au descoperit că un factor care reglează ciclul diviziunii și creșterii celulare nu a reușit să intre în nucleul celulelor șoarecilor, cu excepția cazului în care șoarecii nu aveau atât TLR2, cât și TLR4 și primeau o dietă bogată în grăsimi.

Cu alte cuvinte, TLR2 și TLR4 blocau semnalele necesare pentru a determina celulele beta să producă mai mult din ele.

Echipa a efectuat, de asemenea, mai multe experimente care au exclus factorii care circulă în sânge sau care provin din alte tipuri de celule, cum ar fi ficatul sau nervii, pentru a determina proliferarea celulelor beta. Singurul lucru care a rămas a fost rolul perechii de molecule TLR și amândouă trebuiau să fie absente în insulele pentru a obține reproducerea celulelor beta.

Șoarecii cărora le lipseau TLR2 și TLR4 și-au păstrat funcționarea noilor celule beta și și-au scăzut glicemia chiar și cu o dietă bogată în grăsimi care poate perturba metabolismul normal.

O nouă cale de explorat

Descoperirea rolului cheie al combinației dintre TLR2, TLR4 și dietă în reglarea producției de celule beta deschide noi căi pentru tratarea diabetului și a obezității, spune Qi. Echipa a folosit celule beta umane de la Universitatea din Pennsylvania pentru a valida constatarea.

Dar mai întâi, observă el, va fi important să înțelegem care este rolul dietei bogate în grăsimi, în raport cu TLR2 și TLR4. El și colegii săi lucrează deja la asta.

„Ceva asociat cu obezitatea indusă de grăsimi joacă un rol cheie în acest proces, dar nu știm încă ce”, spune el. El remarcă faptul că la persoanele cu obezitate și diabet de tip 2, cercetările au arătat că noile celule beta sunt fabricate pentru o vreme, dar apoi nu mai sunt produse.

De asemenea, lucrează pentru a achiziționa mai multe celule beta umane și insule de studiat, pentru a vedea dacă studiile efectuate la șoareci se desfășoară pe deplin în celulele umane.

Dar, observă Qi, noua descoperire a importanței factorilor „negativi” care blochează proliferarea celulelor beta înseamnă că eforturile de a promova creșterea celulelor beta doar prin amplificarea factorilor „pozitivi” probabil că nu vor funcționa.

Efectuarea de terapii bazate pe o combinație de medicamente pentru a stimula factorii pozitivi și a elimina obstacolele negative va funcționa cel mai bine, spune el.

Și, deși există medicamente care pot bloca TLR2 și TLR4, acestea nu pot fi administrate într-un mod care să ajungă la întregul corp, deoarece ar dezactiva sistemul imunitar. Șoarecii din studiu locuiau într-o instalație fără agenți patogeni de la U-M, deci nu era o problemă. Dar dezactivarea TLR2 și TLR4 ar trebui făcută într-un mod specific insulei.

Noua descoperire ar putea fi, de asemenea, utilă pentru îmbunătățirea rezultatelor de la transplanturile de insule care apar ca un tratament experimental promițător pentru diabetul de tip 1. El și echipa sa vor studia efectele modificării genelor celulelor beta din insulele înainte de a fi transplantate la șoareci.

Această poveste a fost publicată inițial de blogul Michigan Health Lab pe 20 mai 2019.