Cukrzyca: duet leków pomaga organizmowi uzupełnić komórki produkujące insulinę
Naukowcy zrobili kluczowy krok w poszukiwaniu leku na cukrzycę, które przywróci organizmowi zdolność wytwarzania insuliny.
Stworzyli nowy koktajl leków, który może pobudzać komórki produkujące insulinę do regeneracji w tempie dostatecznie szybkim, aby działać w leczeniu ludzi.
Niedawne badanie przeprowadzone przez naukowców z Icahn School of Medicine w Mount Sinai w Nowym Jorku, w stanie Nowy Jork, ujawnia, w jaki sposób nowatorskie połączenie dwóch klas leków może spowodować, że dorosłe ludzkie komórki beta będą replikować się w tempie 5-8 procent dziennie.
Zespół przedstawia wyniki w artykule opublikowanym w czasopiśmie Metabolizm komórkowy.
„Jesteśmy bardzo podekscytowani tą nową obserwacją” - mówi naczelny autor dr Andrew F. Stewart, który jest dyrektorem Mount Sinai Diabetes, Obesity, and Metabolism Institute, „ponieważ po raz pierwszy możemy zobaczyć wskaźniki replikacji ludzkich komórek beta, które są wystarczające do uzupełnienia masy komórek beta u ludzi. ”
We wcześniejszych pracach zespół zbadał małą cząsteczkę, która blokuje enzym zwany kinazą 1A regulowaną przez fosforylację tyrozyny o podwójnej specyficzności (DYRK1A). Ta cząsteczka doprowadziła do tempa proliferacji komórek beta od 1,5 do 3 procent.
W nowym badaniu zespół wykazał, jak dodanie małej cząsteczki z innej klasy leku podniosło tempo proliferacji średnio do 5–8%. Drugi lek blokuje członków nadrodziny transformujących czynników wzrostu beta (TGFβSF).
Jednak chociaż badanie poczyniło ważny krok, pokazując, że kombinacja leków może regenerować komórki beta wystarczająco szybko do leczenia, wciąż pozostaje wiele do zrobienia.
Jak wyjaśnia dr Stewart: „Następną dużą przeszkodą jest ustalenie, jak dostarczyć je bezpośrednio do trzustki”.
Cukrzyca, insulina i komórki beta
Cukrzyca to choroba, w której poziom glukozy we krwi wzrasta do szkodliwego poziomu. Utrzymujący się wysoki poziom glukozy we krwi uszkadza naczynia krwionośne, nerwy i inne układy organizmu. Może prowadzić do utraty wzroku, chorób nerek i problemów z sercem.
Poziom glukozy we krwi wzrasta z powodu trudności z produkcją i używaniem insuliny, hormonu, który pomaga komórkom organizmu wchłaniać i wykorzystywać glukozę do wytwarzania energii.
Według szacunków Światowej Organizacji Zdrowia szacunki wskazują, że do 2025 r. Na całym świecie może być nawet 300 milionów ludzi chorych na cukrzycę.
W Stanach Zjednoczonych cukrzyca dotyka około 9,4 procent populacji, co odpowiada około 30,3 miliona ludzi. National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases sugeruje, że jest jeszcze 84,1 miliona dorosłych ze stanem przedcukrzycowym.
Istnieją dwa główne typy cukrzycy: typ 1 i typ 2. Około 90–95 procent dorosłych chorych na cukrzycę ma typ 2.
W cukrzycy typu 1 brak kontroli poziomu glukozy we krwi występuje, ponieważ układ odpornościowy niszczy komórki beta produkujące insulinę w trzustce.
Cukrzyca typu 2 zwykle zaczyna się od insulinooporności, stanu, w którym komórki stają się mniej skuteczne w stosowaniu insuliny. Trzustka początkowo kompensuje, wytwarzając więcej insuliny, ale nie jest to rozwiązanie długoterminowe, a poziom glukozy we krwi w końcu wzrasta.
Chociaż te dwa typy różnią się, ostatnie badania ujawniają, że cukrzyca typu 1 i 2 mają wspólną główną cechę: zmniejszoną podaż funkcjonujących komórek beta produkujących insulinę.
„Osiągnięte wcześniej nieosiągalne stawki”
Dr Stewart mówi, że żaden z obecnie dostępnych leków do leczenia cukrzycy nie jest wystarczająco skuteczny w pobudzaniu ludzkich komórek beta do regeneracji.
Naukowcy badają inne podejścia, takie jak przeszczepianie komórek beta lub trzustki oraz terapie wykorzystujące komórki macierzyste do generowania nowych komórek beta. Jednak żaden z nich nie jest szeroko stosowany, zauważa dr Stewart.
We wcześniejszej pracy on i jego koledzy wykazali, że inhibitor DYRK1A zwany harminą był w stanie stymulować trwałą proliferację dorosłych ludzkich komórek beta w hodowlach laboratoryjnych.
Ponadto myszy z ludzkimi komórkami beta zamiast własnych były w stanie utrzymać poziom cukru we krwi w normalnym zakresie po leczeniu harminą.
To był duży krok naprzód. Jednak tempo produkcji nowych komórek beta było zbyt niskie, aby leczenie było skuteczne u ludzi chorych na cukrzycę.
Naukowcy wpadli na pomysł dodania inhibitora TGFβSF do harminy, gdy badali rodzaj łagodnego guza, który tworzy się w komórkach beta. Pozwoliło to odkryć nowy zestaw celów dla leków, które mogą zwiększać proliferację komórek beta.
Tak więc celem niedawnych badań było zbadanie, czy połączenie dwóch klas leków może działać - i tak się stało.
Badacze piszą, że badanie ujawnia, w jaki sposób blokowanie „sygnalizacji DYRK1A i TGFβSF wywołuje niezwykłe i wcześniej nieosiągalne tempo proliferacji ludzkich komórek beta […] i faktycznie zwiększa liczbę ludzkich i mysich komórek beta”.
Badanie bada również mechanizmy stojące za „niezwykłym tempem proliferacji”. Odkrycia pokazują, że kombinacja leków działa nie tylko w komórkach beta, które naukowcy odzyskali z „normalnych ludzkich wysepek martwych”, ale także w komórkach beta, które wyrosły z ludzkich komórek macierzystych i „tych pochodzących od osób z cukrzycą typu 2”.
„Ponieważ leki te mają wpływ na inne narządy w organizmie, musimy teraz opracować metody dostarczania tych leków konkretnie do komórek beta u ludzi”.
Dr Andrew F. Stewart
