Zinātnieki atklāj, ka 2. tipa diabēta pacientu mitohondriji ir aizsērējuši ar bojātiem proteīniem

Novecošanās slimības ir saistītas ar olbaltumvielu sintēzes un locīšanās defektiem, tostarp vēzis, sirds un asinsvadu slimības un 2. tipa cukura diabēts.

Iepriekšējie pētījumi ir parādījuši, ka pacientiem ar 2. tipa cukura diabētu olbaltumvielas nepareizi salocās insulīnu producējošajās β šūnās, kas atrodas aizkuņģa dziedzera saliņās. Tika uzskatīts, ka iegūtais stress galvenokārt ir lokalizēts endoplazmatiskajā retikulumā – organelē, kas atbild par olbaltumvielu ražošanu un izplatīšanu šūnā. Galu galā šis stress noved pie šūnu nāves.

Jaunā pētījumā, kas publicēts žurnālā Nature Metabolism, Mičiganas Universitātes zinātnieki atklāja, ka mitohondriji uzkrāj arī nepareizi salocītas olbaltumvielas, kas noved pie β-šūnu nāves. Šī procesa maiņa varētu palīdzēt ārstēt 2. tipa diabētu.

Iepriekš bija zināms, ka pacientiem ar 2. tipa cukura diabētu bieži rodas divu olbaltumvielu, insulīna un amilīna, nepareiza salocīšanās. Abus ražo β šūnas:

• Insulīns pazemina glikozes līmeni asinīs, palīdzot šūnām absorbēt cukuru.
• Amilīns veicina sāta sajūtu pēc ēšanas.

Amilīns var veidot amiloīdu agregātus diabēta slimnieku β-šūnās, līdzīgi amiloīdu plāksnēm, kas novērojamas smadzenēs Alcheimera slimības gadījumā.

“Šie divi proteīni jau sen ir vienīgie, kas ir pētīti diabēta slimnieku saliņu šūnās,” sacīja Dr. Skots Suleimanpurs, diabēta pētījumu profesors un Mičiganas Diabēta pētījumu centra direktors.
“Mēs vēlējāmies pievērsties šim jautājumam bez aizspriedumiem un identificēt visus nepareizi salocītos proteīnus šajās šūnās.”

Sekvencējot gēnus un proteīnus veselās un diabētiskās β-šūnās, zinātnieki atklāja, ka 2. tipa diabēta gadījumā aizsardzības sistēmas, kas atbild par nepareizi salocītu mitohondriju proteīnu noņemšanu, netiek aktivizētas.

Jo īpaši tika konstatēts, ka cukura diabēta donoru šūnās ir samazināts proteīna LONP1 līmenis, kas ir atbildīgs par bojātu vai nepareizi salocītu proteīnu noņemšanu.

"Lai gan LONP1 iepriekš ir bijis saistīts ar retām mitohondriju slimībām, šis ir pirmais pētījums, kas parāda tā lomu 2. tipa diabēta gadījumā," sacīja Suleimanpurs.

Lai apstiprinātu savus atklājumus, pētnieki salīdzināja peles ar un bez aktīvas LONP1 sistēmas. Pelēm bez LONP1 bija augstāks glikozes līmenis un mazāk β šūnu. Šie defekti tika novērsti, atkārtoti ieviešot LONP1, kas liecina, ka šīs sistēmas mērķtiecīga lietošana varētu būt jauna terapeitiska iespēja.

“Ir skaidrs, ka cilvēkiem ar 2. tipa cukura diabētu ir problēmas ar nepareizi salocītu olbaltumvielu izvadīšanu,” piebilda Suleimanpurs.
“Nākamais solis ir atrast zāles, kas var palīdzēt pareizi salocīt vai izvadīt šīs olbaltumvielas.”

Grupa ir ieinteresēta arī 2. tipa diabēta laika gaitas izpētē. Tā kā slimība bieži attīstās pieaugušajiem, zinātnieki pieļauj, ka nepareizi salocītas olbaltumvielas laika gaitā var uzkrāties un galu galā pārņemt β šūnas, izraisot slimību. Tāpēc agrīna iejaukšanās varētu būt ļoti svarīga.