Группа исследователей из Детского центра Джона Хопкинса обнаружила, что белок, который, как долгое время считалось, играет второстепенную роль в диабете 2 типа, на самом деле является центральным игроком в развитии заболевания, от которого страдают почти 26 миллионов человек в Соединенных Штатах. сам по себе и считается одной из основных причин сердечных заболеваний, инсульта и поражения почек, глаз и нервов.
Работая с мышами, ученые обнаружили, что белок под названием EPAC2, который до сих пор считался второстепенным игроком, на самом деле является важным регулятором инсулина, который, по-видимому, работает, подталкивая секретирующие инсулин клетки поджелудочной железы к увеличению производства сахара. -регулирующий гормон, когда он больше всего нужен организму. До сих пор предполагалось, что EPAC2 играет лишь вспомогательную роль в качестве сигнальной молекулы, но ученые оставались неуверенными, почему и как это имеет значение, если вообще.
По словам исследователей, результаты финансируемого из федерального бюджета исследования, описанные в Интернете 11 апреля в журнале Diabetes, также предполагают, что EPAC2 может стать важной новой мишенью для лечения, направленного на восстановление функции клеток поджелудочной железы. Современные методы лечения диабета в лучшем случае останавливают прогрессирование заболевания и сосредоточены на контроле симптомов и предотвращении осложнений, поэтому крайне необходимы методы лечения, которые фактически обращают болезнь вспять.
"Препараты, которые точно воздействуют на поврежденные клетки поджелудочной железы и восстанавливают или усиливают их функцию, стали святым Граалем исследований диабета. Мы считаем, что наш вывод открывает путь к этому," говорит ведущий исследователь Мехбуб Хуссейн, М.D., детский эндокринолог в Детском центре Джона Хопкинса и эксперт по метаболизму в недавно созданном Институте диабета Джона Хопкинса.
Исследователи говорят, что несколько экспериментальных соединений, которые, как известно, изменяют EPAC2, в настоящее время находятся в очереди для тестирования на животных с диабетом, но предупреждают, что их результаты еще далеки от применения на людях.
Диабет 2 типа возникает из-за неспособности бета-клеток – членов семейства секретирующих гормоны клеток поджелудочной железы, известных как островки Лангерганса, – удовлетворять потребности организма в инсулине. Инсулин регулирует уровень сахара в крови, транспортируя глюкозу из крови в органы и ткани в качестве топлива или хранения. Организм обычно выделяет дополнительный инсулин, когда уровень сахара в крови повышается после еды, но повторяющееся или продолжающееся переедание и диета с высоким содержанием жиров создают дополнительную потребность в поджелудочной железе производить больше инсулина, чтобы не отставать от постоянно высокого уровня сахара в крови. Хронически перегруженные бета-клетки в конечном итоге замедляют выработку инсулина, пока она полностью не прекратится. Дефицит инсулина вызывает аномальное накопление глюкозы в крови и неспособность организма доставлять ее в качестве топлива к органам и тканям. В этом, по словам исследователей, суть диабета.
Работая с мышами, у которых в клетках поджелудочной железы отсутствовала сигнальная молекула EPAC2, исследователи обнаружили, что худые, здоровые мыши регулируют уровень сахара в крови даже в отсутствие EPAC2. Кратковременные скачки в потреблении пищи не повлияли на способность мышей регулировать уровень сахара в крови, но когда мышей на месяц посадили на диету с высоким содержанием жиров, у них развилось состояние, подобное диабету человека. В то же время группе перекормленных пухлых мышей с интактным EPAC2 удалось без проблем контролировать уровень сахара в крови. Другими словами, EPAC2 оставался бездействующим и не играл никакой роли в выработке инсулина в нормальных условиях, но стал критическим фактором, когда тучным мышам требовалось больше инсулина для контроля их скачкообразного уровня сахара в крови. Это открытие привело ученых к мысли, что EPAC2 является важным отказоустойчивым механизмом, который разблокируется только в ненормальных условиях.
"Как будто в этих экстремальных условиях организм обращается к EPAC2 в качестве поддержки, чтобы помочь ему сбалансировать предложение и спрос на инсулин," Хуссейн говорит.
Исследование также показывает, что EPAC2 имеет решающее значение, потому что он действует как звено в сигнальном каскаде, который завершается высвобождением инсулина клетками поджелудочной железы. Сравнивая под микроскопом клетки поджелудочной железы с дефицитом EPAC2 и нормальные клетки поджелудочной железы, исследователи обнаружили, что клетки с дефицитом EPAC2 не могут регулировать кальций, хорошо известный катализатор, который запускает выброс инсулина в кровь. Исследователи говорят, что EPAC2 функционировал как привратник кальция. В его отсутствие кальций не достиг критической массы, необходимой для инициирования высвобождения инсулина.
Исследователи говорят, что остается неясным, повреждает ли диабет 2 типа напрямую EPAC2 или EPAC2 может уговаривать клетки вырабатывать дополнительный инсулин только на определенное время и в конечном итоге отказывается от него. В любом случае, говорит Хуссейн, нацеливание на EPAC2 с помощью лекарств может ускорить сокращение выработки инсулина бета-клетками и остановить или даже обратить вспять диабет в его основе.
Диабет 2 типа является преобладающей формой заболевания, на его долю приходится более 90 процентов всех диагнозов диабета. Обычно это связано с диетой и образом жизни. Эксперты говорят, что диабет 2 типа, ранее наблюдавшийся в основном у людей среднего и пожилого возраста, теперь все чаще диагностируется у молодых людей и детей.