Vedci zistili, že mitochondrie u pacientov s cukrovkou 2. typu sú upchaté chybnými proteínmi

Choroby starnutia sú spojené s poruchami syntézy a skladania bielkovín, vrátane rakoviny, kardiovaskulárnych ochorení a cukrovky 2. typu.

Predchádzajúce štúdie ukázali, že u pacientov s diabetom 2. typu dochádza k nesprávnemu skladaniu proteínov v β bunkách produkujúcich inzulín, ktoré sa nachádzajú v ostrovčekoch pankreasu. Predpokladalo sa, že výsledný stres je primárne lokalizovaný v endoplazmatickom retikulu, organele zodpovednej za produkciu a distribúciu proteínov v bunke. Tento stres v konečnom dôsledku vedie k bunkovej smrti.

V novej štúdii publikovanej v časopise Nature Metabolism vedci z Michiganskej univerzity zistili, že mitochondrie tiež hromadia nesprávne zložené proteíny, čo vedie k smrti β-buniek. Zvrátenie tohto procesu by mohlo pomôcť pri liečbe cukrovky 2. typu.

Už predtým bolo známe, že dva proteíny, inzulín a amylín, sa u pacientov s diabetom 2. typu často nesprávne skladajú. Oba sú produkované β bunkami:

• Inzulín znižuje hladinu glukózy v krvi tým, že pomáha bunkám vstrebávať cukor.
• Amylín podporuje pocit sýtosti po jedle.

Amylín môže tvoriť amyloidné agregáty v β-bunkách diabetikov, podobné amyloidným plakom pozorovaným v mozgu pri Alzheimerovej chorobe.

„Tieto dva proteíny boli dlho jedinou vecou, ktorá bola študovaná v bunkách ostrovčekov u ľudí s cukrovkou,“ povedal Dr. Scott Suleimanpour, profesor výskumu cukrovky a riaditeľ Michiganského centra pre výskum cukrovky.
„Chceli sme k tejto otázke pristupovať bez zaujatosti a identifikovať všetky nesprávne zložené proteíny v týchto bunkách.“

Sekvenovaním génov a proteínov v zdravých a diabetických β-bunkách vedci zistili, že obranné systémy zodpovedné za odstraňovanie nesprávne zložených mitochondriálnych proteínov nie sú pri cukrovke 2. typu aktivované.

Najmä sa zistilo, že hladiny proteínu LONP1, ktorý je zodpovedný za odstraňovanie poškodených alebo nesprávne zložených proteínov, sú v bunkách od darcov s cukrovkou znížené.

„Zatiaľ čo LONP1 bol predtým spájaný so zriedkavými mitochondriálnymi ochoreniami, toto je prvá štúdia, ktorá preukázala jeho úlohu pri cukrovke 2. typu,“ povedal Suleimanpour.

Aby potvrdili svoje zistenia, výskumníci porovnali myši s aktívnym systémom LONP1 a bez neho. Myši bez LONP1 mali vyššie hladiny glukózy a menej β buniek. Tieto defekty boli zvrátené opätovným zavedením LONP1, čo naznačuje, že zacielenie na tento systém by mohlo byť novou terapeutickou možnosťou.

„Je zrejmé, že ľudia s cukrovkou 2. typu majú problémy s odstraňovaním nesprávne poskladaných proteínov,“ dodal Suleimanpour.
„Ďalším krokom je nájsť lieky, ktoré pomôžu tieto proteíny správne poskladať alebo odstrániť.“

Skupina sa tiež zaujíma o štúdium časového priebehu cukrovky 2. typu. Keďže sa ochorenie často vyvíja u dospelých, vedci špekulujú, že nesprávne zložené proteíny sa môžu časom hromadiť a nakoniec preťažiť β bunky, čo vedie k ochoreniu. Včasný zásah môže byť preto kľúčový.