Odkryto gen odpowiedzialny za poziom cukru we krwi [Nature Communications]
Naukowcy odkryli gen SMOC1, który przekształca produkujące insulinę komórki beta trzustki – w komórki alfa, które zwiększają poziom cukru we krwi – informuje pismo „Nature Communications”.
Poziom cukru we krwi – najnowsze badania naukowców
.Wysepki trzustkowe to skupiska komórek, które produkują i uwalniają hormony do krwiobiegu. Komórki beta wytwarzają insulinę, która obniża poziom cukru we krwi, natomiast komórki alfa – glukagon, który go podwyższa. Utrzymanie tej równowagi hormonalnej ma kluczowe znaczenie dla regulacji prawidłowego poziomu cukru we krwi. W cukrzycy typu 2 (T2D) niektóre komórki beta „zapominają” o swojej roli i zaczynają się zachowywać bardziej jak komórki alfa, wytwarzając glukagon zamiast insuliny, co powoduje zaburzenia regulacji poziomu cukru we krwi.
Naukowcy z City of Hope, organizacji zajmującej się między innymi badaniami i leczeniem raka w USA, odkryli gen o nazwie SMOC1, który przekształcając komórki trzustki normalnie produkujące insulinę – w te, które zwiększają poziom cukru we krwi.
Autorzy badań wykorzystali zaawansowane techniki sekwencjonowania RNA do analizy pojedynczych komórek wysp trzustkowych pochodzących od 26 osób – połowy z cukrzycą typu 2 i połowy bez cukrzycy. Naukowcy podzielili komórki na podgrupy i zmapowali, jak jeden typ komórek przekształcał się z czasem w inny.
Udało się odkryć pięć różnych typów komórek wysepek, z których każdy miał swoją własną trajektorię i sygnaturę genetyczną. W zdrowych wysepkach niektóre komórki podążają rozgałęzionymi ścieżkami, które mogą prowadzić do dojrzałości jako komórki alfa lub beta, co sugeruje elastyczność w identyfikacji komórek. Jednak w cukrzycy ta płynność została utracona; komórki beta przekształcały się wyłącznie w komórki alfa.
„U zdrowych osób komórki wysepek mogą dojrzewać w różnych kierunkach – niektóre stają się bardziej podobne do komórek alfa, inne do komórek beta” – powiedział główny autor publikacji, dr AdolGarcia-Ocana. „Jednak w cukrzycy typu 2 ścieżka prowadzi tylko w jedną stronę: komórki beta zaczynają naśladować komórki alfa. Ta zmiana może wyjaśniać, dlaczego u osób z tą chorobą poziom insuliny spada, a poziom glukagonu rośnie”.
Naukowcy zidentyfikowali również „komórki AB”, które produkują zarówno insulinę, jak i glukagon. To sugeruje, że komórki AB mogą ewoluować w komórki alfa lub beta. Spośród 10 genów, które wykazywały stałą aktywność w komórkach transformujących się z komórek beta do alfa, wyróżniał się SMOC1.
„Zwykle SMOC1 jest aktywny w komórkach alfa zdrowych osób” – wyjaśnił współautor, dr Geming Lu. – „Zaobserwowaliśmy jednak, że zaczął się pojawiać również w komórkach beta chorych na cukrzycę. Nie powinien się tam znajdować”.
Aktywność SMOC1 w niewłaściwym miejscu doprowadziła do niepożądanych konsekwencji: spadła produkcja insuliny, aktywność genów kształtujących tożsamość komórek beta uległa zahamowaniu, a komórki beta wykazywały markery typowe dla komórek niedojrzałych lub alfa. Podsumowując, wyniki te sugerują, że ekspresja SMOC1 w komórkach beta zmniejsza poziom krążącej insuliny, co prowadzi do wyższego poziomu cukru we krwi. Pozwala to naukowcom lepiej zrozumieć, jak postępuje cukrzyca typu 2.
Dlaczego poziom insuliny spada, a poziom glukagonu rośnie – wyniki badań
.„Nasze wyniki wskazują, że SMOC1 powoduje dysfunkcję komórek beta i ich przesunięcie w kierunku stanu przypominającego komórki alfa” – powiedział dr Garcia-Ocana. „To pomaga wyjaśnić, dlaczego poziom insuliny spada, a poziom glukagonu rośnie u osób z cukrzycą typu 2.”
„Gen SMOC1 był dotychczas słabo zbadany pod kątem cukrzycy” – wyjaśnił współautor badania, Randy Kang. – „Białko, które koduje, wiąże się z czynnikami wzrostu, które stymulują rozwój tkanek w całym organizmie. Wiąże się również z wapniem, który jest niezbędny do uwalniania insuliny. Na podstawie tych właściwości podejrzewamy, że SMOC1 silnie wpływa na różnicowanie i funkcjonowanie komórek beta”.
Odkrycia City of Hope sugerują nowe możliwości diagnostyki i leczenia cukrzycy typu 2. Mapując zmiany w komórkach wysp trzustkowych, naukowcy mogą badać sposoby odwrócenia lub zapobiegania szkodliwym zmianom, zanim zaburzą one kontrolę poziomu cukru we krwi. SMOC1 można też wykorzystać jako biomarker w diagnostyce nieprawidłowego funkcjonowania komórek beta w cukrzycy typu 2. Blokowanie SMOC1 lub odwrócenie skutków jego działania może też oferować nowe strategie ochrony prawidłowego funkcjonowania komórek beta i zwiększenia produkcji insuliny u osób z cukrzycą. Wreszcie odkrycie, że niektóre komórki mogą zmieniać typ, otwiera drogę do terapii reprogramujących komórki, które mogłyby przywrócić produkcję insuliny. Może także otworzyć drogę do nowych terapii regeneracyjnych.
Planowane dalsze badania mają wyjaśnić, jak ekspresja SMOC1 zachodzi w komórkach beta w cukrzycy typu 2, co ją reguluje, jak mogą kontrolować jej ekspresję oraz potencjalne czynniki blokujące aktywność SMOC1.
Zdrowie – nikt się nie dowie, jako smakujesz, aż się zepsujesz
.Rosnące globalne obciążenie chorobami nowotworowymi znacząco przekracza obecne możliwości skutecznej kontroli zachorowań – pisze prof. Piotr CZAUDERNA.
W 2020 roku na całym świecie zdiagnozowano ponad 19 milionów nowych przypadków nowotworów (w tym w Polsce ok. 170 000), a 10 milionów ludzi z tego powodu zmarło. Oczekuje się, według Global Cancer Observatory, że do 2040 roku obciążenie to wzrośnie do około 30 milionów nowych przypadków raka rocznie i 16 milionów zgonów, a nowotwory staną się główną przyczyną śmierci. Tymczasem wiele zachorowań na nowotwory można przypisać potencjalnie modyfikowalnym czynnikom ryzyka. Znajomość tego faktu jest absolutnie kluczowa dla rozwoju skutecznych strategii zapobiegania chorobom nowotworowym.
Niedawno w renomowanym międzynarodowym czasopiśmie medycznym „Lancet” konsorcjum Global Burden of Disease Study 2 opublikowało badania związków między wskaźnikami czynników ryzyka (metabolicznego, zawodowego, środowiskowego i behawioralnego) a nowotworami na całym świecie.
Korzystając z szacunków dotyczących zachorowalności na raka, śmiertelności i danych dotyczących czynników ryzyka z 204 krajów oraz obejmujących czynniki ryzyka, od palenia tytoniu do narażenia na działanie czynników rakotwórczych w miejscu pracy, autorzy stwierdzili, że 4,45 miliona zgonów wynika z wystąpienia wymienionych czynników ryzyka. Stanowi to ogółem aż 44,4 proc. zgonów z powodu nowotworów. Jednocześnie skutkowało to utratą 105 milionów lat życia skorelowanych z niepełnosprawnością. Dane te są alarmujące.
Palenie tytoniu odpowiadało za 36,3 proc. zgonów z powodu raka u mężczyzn i 12,3 proc. u kobiet, spożywanie alkoholu – za 6,9 proc. zgonów z powodu raka u mężczyzn i 2,3 proc. u kobiet. Z kolei otyłość (stwierdzana w oparciu o wysoki wskaźnik Body Mass Index – BMI) odpowiadała za 4,2 proc. zgonów z powodu raka u mężczyzn i 5,2 proc. u kobiet. Odkryto również bardzo niepokojący, ponad 20-procentowy wzrost zgonów z powodu nowotworów w latach 2010–2019, który można przypisać powyższym możliwym do uniknięcia przyczynom. Zauważono także, że czynniki ryzyka metabolicznego odgrywały rosnącą rolę. Rośnie też liczba nowotworów związana z czynnikami dietetycznymi i hormonalnymi, w tym zwłaszcza nowotworów piersi i prostaty.
Co istotne, wszystkie wymienione wyżej czynniki można kontrolować czy też ograniczać za pomocą stosunkowo prostych interwencji. Ich szkodliwy wpływ jest zresztą znany już od dziesięcioleci. Dlatego tak ważna jest profilaktyka zdrowotna. Można w jej obrębie wyróżnić kilka typów:
– profilaktykę wczesną, polegającą na kształtowaniu prawidłowych wzorców zdrowotnych w oparciu o odpowiednią edukację, w tym również szczepienia ochronne,
– profilaktykę zdrowotną pierwotną, polegającą na kontrolowaniu czynników ryzyka oraz identyfikacji osób, które znajdują się w grupie ryzyka,
– profilaktykę wtórną, skierowaną do osób znajdujących się w grupie ryzyka i nakierowaną na wczesne wykrycie choroby, a tym samym jak najszybsze wdrożenie leczenia,
– profilaktykę III fazy, skierowaną do osób chorych, mającą na celu zminimalizowanie skutków choroby i zapobieganie powikłaniom.
Raport opublikowany w 2018 roku przez Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego – Państwowy Zakład Higieny (NIZP-PZH) pokazuje, że wiele osób nie wie, czym są zdrowotne czynniki ryzyka i nie potrafi ich wymienić (40 proc. badanych). Nie widzą one również związku przyczynowo-skutkowego między swoim stylem życia a występowaniem chorób cywilizacyjnych, w tym nowotworów.
Tekst dostępny na łamach Wszystko co Najważniejsze: https://wszystkoconajwazniejsze.pl/prof-piotr-czauderna-zdrowie/
PAP/ Paweł Wernicki/ LW
