Τα μιτοχόνδρια σε ασθενείς με διαβήτη τύπου 2 είναι φραγμένα με ελαττωματικές πρωτεΐνες, διαπιστώνουν οι επιστήμονες

Οι ασθένειες της γήρανσης σχετίζονται με ελαττώματα στη σύνθεση και την αναδίπλωση πρωτεϊνών, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου, των καρδιαγγειακών παθήσεων και του διαβήτη τύπου 2.

Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι σε ασθενείς με διαβήτη τύπου 2, οι πρωτεΐνες αναδιπλώνονται λανθασμένα στα β-κύτταρα που παράγουν ινσουλίνη και βρίσκονται στις νησίδες του παγκρέατος. Το προκύπτον στρες θεωρήθηκε ότι εντοπίζεται κυρίως στο ενδοπλασματικό δίκτυο, ένα οργανίδιο υπεύθυνο για την παραγωγή και την κατανομή των πρωτεϊνών μέσα στο κύτταρο. Τελικά, αυτό το στρες οδηγεί σε κυτταρικό θάνατο.

Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Metabolism, επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν διαπίστωσαν ότι τα μιτοχόνδρια συσσωρεύουν επίσης λανθασμένα πτυχωμένες πρωτεΐνες, οδηγώντας σε θάνατο των β-κυττάρων. Η αντιστροφή αυτής της διαδικασίας θα μπορούσε να βοηθήσει στη θεραπεία του διαβήτη τύπου 2.

Ήταν προηγουμένως γνωστό ότι δύο πρωτεΐνες, η ινσουλίνη και η αμυλίνη, συχνά αναδιπλώνονται λανθασμένα σε ασθενείς με διαβήτη τύπου 2. Και οι δύο παράγονται από β κύτταρα:

• Η ινσουλίνη μειώνει τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα βοηθώντας τα κύτταρα να απορροφήσουν τη ζάχαρη.
• Η αμυλίνη προάγει την αίσθηση πληρότητας μετά το φαγητό.

Η αμυλίνη μπορεί να σχηματίσει συσσωματώματα αμυλοειδούς στα β-κύτταρα των διαβητικών, παρόμοια με τις αμυλοειδείς πλάκες που παρατηρούνται στον εγκέφαλο στη νόσο Αλτσχάιμερ.

«Αυτές οι δύο πρωτεΐνες είναι εδώ και καιρό το μόνο πράγμα που έχει μελετηθεί σε κύτταρα νησίδων από άτομα με διαβήτη», δήλωσε ο Δρ. Scott Suleimanpour, καθηγητής έρευνας για τον διαβήτη και διευθυντής του Κέντρου Έρευνας για τον Διαβήτη του Μίσιγκαν.
«Θέλαμε να προσεγγίσουμε αυτό το ερώτημα χωρίς προκατάληψη και να εντοπίσουμε όλες τις λανθασμένα διπλωμένες πρωτεΐνες σε αυτά τα κύτταρα».

Με την αλληλούχιση γονιδίων και πρωτεϊνών σε υγιή και διαβητικά β-κύτταρα, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι τα αμυντικά συστήματα που είναι υπεύθυνα για την απομάκρυνση των λανθασμένα πτυχωμένων μιτοχονδριακών πρωτεϊνών δεν ενεργοποιούνται στον διαβήτη τύπου 2.

Συγκεκριμένα, τα επίπεδα της πρωτεΐνης LONP1, η οποία είναι υπεύθυνη για την απομάκρυνση κατεστραμμένων ή λανθασμένα πτυχωμένων πρωτεϊνών, βρέθηκαν μειωμένα σε κύτταρα από δότες με διαβήτη.

«Ενώ η LONP1 έχει προηγουμένως συνδεθεί με σπάνιες μιτοχονδριακές ασθένειες, αυτή είναι η πρώτη μελέτη που δείχνει τον ρόλο της στον διαβήτη τύπου 2», δήλωσε ο Σουλεϊμάνπουρ.

Για να επιβεβαιώσουν τα ευρήματά τους, οι ερευνητές συνέκριναν ποντίκια με και χωρίς ενεργό σύστημα LONP1. Τα ποντίκια χωρίς LONP1 είχαν υψηλότερα επίπεδα γλυκόζης και λιγότερα β κύτταρα. Αυτά τα ελαττώματα αντιστράφηκαν με την επανεισαγωγή του LONP1, γεγονός που υποδηλώνει ότι η στόχευση αυτού του συστήματος θα μπορούσε να αποτελέσει μια νέα θεραπευτική επιλογή.

«Είναι σαφές ότι τα άτομα με διαβήτη τύπου 2 αντιμετωπίζουν προβλήματα στην αφαίρεση λανθασμένα πτυχωμένων πρωτεϊνών», πρόσθεσε ο Σουλεϊμάνπουρ.
«Το επόμενο βήμα είναι να βρεθούν φάρμακα που μπορούν να βοηθήσουν στην σωστή αναδίπλωση ή αφαίρεση αυτών των πρωτεϊνών».

Η ομάδα ενδιαφέρεται επίσης να μελετήσει την χρονική πορεία του διαβήτη τύπου 2. Επειδή η νόσος συχνά αναπτύσσεται σε ενήλικες, οι επιστήμονες εικάζουν ότι οι λανθασμένα αναδιπλωμένες πρωτεΐνες μπορεί να συσσωρεύονται με την πάροδο του χρόνου και τελικά να κατακλύζουν τα β κύτταρα, οδηγώντας σε νόσο. Η έγκαιρη παρέμβαση μπορεί επομένως να είναι καθοριστική.