Cukrzyca dotyka obecnie 29 milionów Amerykanów. Przez dziesięciolecia naukowcy próbowali zastąpić komórki insuliny trzustki, które zostały zniszczone przez tę chorobę. Przełomowe badania mogły znaleźć sposób na genetyczną transformację komórek alfa w komórki beta produkujące insulinę.
![[cukrzyca typu 1 z definicją]](https://demedbook.com/images/1/diabetes-breakthrough-insulin-producing-cells-formed-using-malaria-drugs.jpg)
Według Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom (CDC), cukrzyca jest siódmą najczęstszą przyczyną śmierci w Stanach Zjednoczonych.
CDC donosi, że 29 milionów Amerykanów obecnie żyje z chorobą, a kolejne 86 milionów ma stan przedcukrzycowy.
Cukrzyca typu 1 charakteryzuje się niezdolnością trzustki do wytwarzania insuliny. Mówiąc dokładniej, układ odpornościowy naszego organizmu przestaje rozpoznawać komórki beta normalnie odpowiedzialne za wytwarzanie insuliny. Zamiast tego atakuje i niszczy je.
Bez insuliny – która normalnie „mówi” organizmowi, by zaczął zmniejszać poziom glukozy – poziom cukru we krwi nie może dostać się do komórek, gdzie normalnie przekształca się w energię. W rezultacie glukoza utknie w krwioobiegu, co prowadzi do cukrzycy.
Przez dziesięciolecia naukowcy próbowali znaleźć sposób na zastąpienie tych komórek beta – czasami określanych jako komórki wyspowe, ponieważ znajdują się one w endokrynnym obszarze trzustki znanym jako wysepki Langerhansa.
Naukowcy próbowali zastąpić zniszczone komórki beta nowymi komórkami macierzystymi i komórkami dorosłymi. Mimo, że wyniki wyglądają zachęcająco, muszą jeszcze osiągnąć sukces.
Obecnie wydaje się, że naukowcy z Centrum Badań nad Materiałem Molekularnym CeMM w Austrii znaleźli brakujące ogniwo, dające nadzieję na wyleczenie cukrzycy typu 1.
Rola komórek alfa i beta
Zespół naukowców – kierowany przez Stefana Kubicka, lidera grupy w CeMM – zbadał rolę różnych zatwierdzonych leków w transformacji komórek alfa i beta. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie
Oprócz komórek beta, komórki alfa i trzy inne typy komórek tworzą wysepki Langerhansa w trzustce, gdzie odpowiadają za regulację poziomu cukru we krwi.
![[Komórka alfa]](https://demedbook.com/images/1/diabetes-breakthrough-insulin-producing-cells-formed-using-malaria-drugs_2.jpg)
Podczas gdy komórki beta pomagają sygnalizować obniżenie poziomu cukru we krwi, komórki alfa działają odwrotnie, wytwarzając glukagon. Jednak komórki alfa są elastyczne: mogą przekształcać się w komórki beta.
W przypadkach skrajnego zubożenia komórek beta, komórki alfa okazały się przekształcać w komórki beta wytwarzające insulinę, za pomocą epigenetycznego regulatora znanego jako Arx.
Komórki endokrynologiczne potrzebują organów regulacyjnych, aby zachować swoją tożsamość. Na przykład ostatnie badania wykazały, że po różnicowaniu komórek endokrynnych, aby komórki beta zachowały swoją tożsamość, regulator epigenetyczny Arx musi być aktywnie represjonowany.
„Arx reguluje wiele genów, które są kluczowe dla funkcjonalności komórki alfa” – mówi Kubicek. „Przed pracą naszego współpracownika zespół Patricka Collombata wykazał, że genetyczne nokautowanie Arx prowadzi do transformacji komórek alfa w komórki beta.”
W tym momencie naukowcy wiedzieli, że potrzebują Arx do transformacji komórek, ale nie wiedzieli, czy w ludzkim organizmie są inne czynniki, które wpłynęły na proces.
Aby to zbadać, Kubicek i zespół zaprojektowali linie komórek alfa i beta i wyizolowali je ze swojego środowiska. Analizowali komórki i wykazali, że pozbawienie Arx wystarcza do nadania komórce tożsamości beta i nie są wymagane żadne inne czynniki z ludzkiego ciała.
Lek malarii zmienia komórki alfa w komórki produkujące insulinę
Teraz naukowcy byli w stanie przetestować działanie szerokiego zakresu zatwierdzonych leków na hodowanych komórkach alfa przy użyciu specjalnie zaprojektowanego, w pełni zautomatyzowanego testu.
Naukowcy odkryli, że artemizyny – grupa leków powszechnie stosowanych w leczeniu malarii – miały ten sam skutek, co strata w Arx.
Innymi słowy, artemizyny przekształcają komórki alfa trzustki w funkcjonalne komórki beta podobne do insuliny.
„Dzięki naszym badaniom mogliśmy wykazać, że artemizyny zmieniają program epigenetyczny komórek alfa produkujących glukagon i indukują głębokie zmiany ich funkcji biochemicznych” – wyjaśnia Kubicek.
Tak dzieje się poprzez aktywację receptorów GABA.
Wpływ GABA u gryzoni i ludzi
GABA jest głównym neuroprzekaźnikiem wytwarzanym przez komórki beta wysp trzustkowych. Działa jako przekaźnik w komórkach wyspowych, gdzie reguluje wydzielanie i funkcję wysepki.
Artemisininy przekształcają komórki alfa poprzez wiązanie z białkiem zwanym gefyriną. Białko to aktywuje receptory GABA, które są jak centralne przełączniki sygnalizacji komórkowej. Pod koniec dłuższego łańcucha reakcji biochemicznych GABA uruchamia produkcję insuliny.
Badania Kubicka potwierdzają wcześniejsze badania na myszach, w których wykazano, że GABA pomaga w transformacji komórek alfa w komórki beta. Jedno z tych badań prowadzi Patrick Collombat i jest opublikowane w tym samym wydaniu.
Korzystne działanie artemizynyn wykazano nie tylko w eksperymentach z izolowaną linią komórkową, ale także w modelowych organizmach. Kubicek i zespół wykazali, że lek przeciw malarii zwiększa masę komórek beta i poprawia homeostazę u danio pręgowanego, myszy i szczurów.
Jest bardzo prawdopodobne, że ten sam efekt wystąpi u ludzi, twierdzą autorzy, ponieważ cele molekularne dla artemizynin u ryb, gryzoni i ludzi są bardzo podobne.
„Oczywiście, długoterminowe działanie artemizynin musi zostać przetestowane, zwłaszcza, że potencjał regeneracyjny ludzkich komórek alfa jest jeszcze nieznany, a ponadto nowe komórki beta muszą być chronione przed układem odpornościowym, ale jesteśmy przekonani, że odkrycie artemisinins a ich sposób działania może stanowić podstawę zupełnie nowej terapii cukrzycy typu 1. „
Dr Stefan Kubicek
Przeczytaj, jak można zapobiec cukrzycy i otyłości dzięki nowatorskiemu białku.
