Znanstveniki ugotavljajo, da so mitohondriji pri bolnikih s sladkorno boleznijo tipa 2 zamašeni z okvarjenimi beljakovinami

Bolezni staranja so povezane z napakami v sintezi in zvijanju beljakovin, vključno z rakom, srčno-žilnimi boleznimi in sladkorno boleznijo tipa 2.

Prejšnje študije so pokazale, da se pri bolnikih s sladkorno boleznijo tipa 2 beljakovine napačno zvijajo v celicah β, ki proizvajajo inzulin in se nahajajo v otočkih trebušne slinavke. Domnevali so, da je nastali stres primarno lokaliziran v endoplazemskem retikulumu, organelu, odgovornem za proizvodnjo in porazdelitev beljakovin znotraj celice. Na koncu ta stres vodi v celično smrt.

V novi študiji, objavljeni v reviji Nature Metabolism, so znanstveniki z Univerze v Michiganu ugotovili, da se v mitohondrijih kopičijo tudi napačno zvite beljakovine, kar vodi v smrt β-celic. Obrnitev tega procesa bi lahko pomagala pri zdravljenju sladkorne bolezni tipa 2.

Predhodno je bilo znano, da se pri bolnikih s sladkorno boleznijo tipa 2 pogosto napačno zvijeta dva proteina, inzulin in amilin. Oba proizvajajo β celice:

• Inzulin znižuje raven glukoze v krvi tako, da pomaga celicam absorbirati sladkor.
• Amilin spodbuja občutek sitosti po jedi.

Amilin lahko v β-celicah diabetikov tvori amiloidne agregate, podobno kot amiloidni plaki, ki jih vidimo v možganih pri Alzheimerjevi bolezni.

»Ti dve beljakovini sta bili dolgo časa edini, ki sta bili preučevani v otočnih celicah ljudi s sladkorno boleznijo,« je dejal dr. Scott Suleimanpour, profesor raziskav sladkorne bolezni in direktor Raziskovalnega centra za sladkorno bolezen v Michiganu.
»K temu vprašanju smo želeli pristopiti nepristransko in identificirati vse napačno zvite beljakovine v teh celicah.«

Z zaporedjem genov in beljakovin v zdravih in diabetičnih β-celicah so znanstveniki ugotovili, da obrambni sistemi, odgovorni za odstranjevanje napačno zvitih mitohondrijskih beljakovin, pri sladkorni bolezni tipa 2 niso aktivirani.

Zlasti so ugotovili, da so ravni proteina LONP1, ki je odgovoren za odstranjevanje poškodovanih ali napačno zvitih proteinov, v celicah darovalcev s sladkorno boleznijo zmanjšane.

"Čeprav je bil LONP1 že prej povezan z redkimi mitohondrijskimi boleznimi, je to prva študija, ki je pokazala njegovo vlogo pri sladkorni bolezni tipa 2," je dejal Suleimanpour.

Za potrditev svojih ugotovitev so raziskovalci primerjali miši z aktivnim sistemom LONP1 in brez njega. Miši brez LONP1 so imele višje ravni glukoze in manj β celic. Te napake so bile odpravljene s ponovno uvedbo LONP1, kar kaže na to, da bi lahko ciljanje na ta sistem predstavljalo novo terapevtsko možnost.

»Jasno je, da imajo ljudje s sladkorno boleznijo tipa 2 težave z odstranjevanjem napačno zvitih beljakovin,« je dodal Suleimanpour.
»Naslednji korak je najti zdravila, ki lahko pomagajo pri pravilnem zvijanju ali odstranjevanju teh beljakovin.«

Skupino zanima tudi preučevanje časovnega poteka sladkorne bolezni tipa 2. Ker se bolezen pogosto razvije pri odraslih, znanstveniki domnevajo, da se lahko napačno zvite beljakovine sčasoma kopičijo in sčasoma preobremenijo celice β, kar vodi v bolezen. Zato je lahko ključnega pomena zgodnje ukrepanje.