Διαβήτης τύπου 2: Η πρωτεΐνη Miro1 ίσως συμβάλλει στην αντίσταση στην ινσουλίνη

Ερευνητές εντόπισαν μια πρωτεΐνη που ενδέχεται να παίζει σημαντικό ρόλο στον διαβήτη τύπου 2, καθώς επηρεάζει την ικανότητα του οργανισμού να ανταποκρίνεται στην ινσουλίνη. Η ανακάλυψη μπορεί να προσφέρει έναν νέο, υποσχόμενο στόχο για θεραπείες που αποσκοπούν στη βελτίωση του ελέγχου του σακχάρου.

Η πρωτεΐνη Miro1 βρέθηκε σε υψηλότερα επίπεδα στους σκελετικούς μύες ανθρώπων με διαβήτη τύπου 2. Σε προκλινικά πειράματα, η αφαίρεσή της αποκατέστησε την ανταπόκριση των μυών στην ινσουλίνη. Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι η άσκηση μείωσε τα επίπεδα της Miro1 σε ανθρώπους με τη νόσο, προσφέροντας νέα στοιχεία για τον τρόπο με τον οποίο η σωματική δραστηριότητα βελτιώνει την ευαισθησία στην ινσουλίνη.

Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στο Nature Communications και μπορεί να βοηθήσουν τους ερευνητές να κατανοήσουν καλύτερα τις βιολογικές διεργασίες που οδηγούν στην αντίσταση στην ινσουλίνη, βασικό χαρακτηριστικό του διαβήτη τύπου 2.

Πώς μια πρωτεΐνη των μυών επηρεάζει την αντίσταση στην ινσουλίνη

Η Miro1 (Mitochondrial Rho GTPase1) βρίσκεται στην εξωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων, των μικροσκοπικών δομών στο εσωτερικό των κυττάρων που παράγουν ενέργεια. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η υπερβολική ποσότητα αυτής της πρωτεΐνης μπορεί να παρεμβαίνει στον τρόπο με τον οποίο οι μύες ανταποκρίνονται στην ινσουλίνη, δυσκολεύοντας τη ρύθμιση του σακχάρου στο αίμα.

Για να διερευνήσει αυτή τη σύνδεση, η ερευνητική ομάδα μελέτησε τη Miro1 σε κύτταρα στο εργαστήριο, σε προκλινικά μοντέλα και σε ανθρώπους με διαβήτη τύπου 2. Εξετάζοντας την πρωτεΐνη σε διαφορετικά περιβάλλοντα, διερεύνησε τις επιπτώσεις της στη λειτουργία των μυών και το κατά πόσο τα ευρήματα θα μπορούσαν να έχουν σημασία για την ανθρώπινη νόσο.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η συσσώρευση της Miro1 περιόριζε την ανταπόκριση των μυών στην ινσουλίνη. Όταν οι ερευνητές αφαίρεσαν την πρωτεΐνη από τα προκλινικά μοντέλα, η ανταπόκριση στην ινσουλίνη αποκαταστάθηκε, στοιχείο που δείχνει ότι η Miro1 συμβάλλει άμεσα σε αυτή τη διαδικασία.

Η άσκηση μειώνει μια πρωτεΐνη που συνδέεται με τον διαβήτη τύπου 2

Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης αν η άσκηση μπορεί να επηρεάσει τα επίπεδα της Miro1 σε ανθρώπους με διαβήτη. Σε τυχαιοποιημένη ελεγχόμενη δοκιμή με συμμετέχοντες που είχαν παχυσαρκία και διαβήτη τύπου 2, συνέκριναν τα αποτελέσματα της αερόβιας άσκησης με εκείνα της συνήθους ιατρικής φροντίδας.

Τα επίπεδα της Miro1 στους μύες μειώθηκαν στους συμμετέχοντες που εντάχθηκαν στην ομάδα άσκησης. Η μεταβολή αυτή συνοδεύτηκε από βελτίωση της ευαισθησίας στην ινσουλίνη και της ικανότητας των μυών να παράγουν ενέργεια.

Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η μείωση της Miro1 μπορεί να είναι ένας από τους τρόπους με τους οποίους η άσκηση βοηθά τον οργανισμό να ανταποκρίνεται αποτελεσματικότερα στην ινσουλίνη. Παράλληλα, αφήνουν ανοιχτό το ενδεχόμενο οι θεραπείες που θα στοχεύουν την πρωτεΐνη να προσφέρουν στο μέλλον επιπλέον οφέλη σε συνδυασμό με τη σωματική δραστηριότητα.

«Η αντίσταση στην ινσουλίνη στους μύες βρίσκεται στον πυρήνα του διαβήτη τύπου 2, ενώ οι μοριακές αιτίες της παρέμεναν απογοητευτικά ασαφείς. Αυτή η μελέτη, αποτέλεσμα πολυετούς εργασίας, αναδεικνύει τη Miro1 ως βασικό μέρος της απάντησης. Παρακολουθώντας τη Miro1 από τα κύτταρα και τα προκλινικά μοντέλα έως τους ασθενείς, δείχνουμε ότι η συσσώρευσή της περιορίζει την ανταπόκριση των μυών στην ινσουλίνη, ότι η αφαίρεσή της αποκαθιστά αιτιωδώς αυτή την ανταπόκριση στα μοντέλα μας και ότι η άσκηση αναστρέφει τη συσσώρευσή της στους ανθρώπους. Για την επιστημονική κοινότητα, πρόκειται για έναν νέο θεραπευτικό στόχο. Για τους ασθενείς, διευρύνει την κατανόησή μας για το γιατί η άσκηση είναι τόσο αποτελεσματική και ανοίγει τον δρόμο για θεραπείες που θα μπορούσαν κάποτε να τη συμπληρώσουν», δήλωσε ο δρ Τζον Π. Κίρβαν, κύριος συγγραφέας της μελέτης.

Μια νέα κατεύθυνση για τη θεραπεία του διαβήτη

Ο Κίρβαν ανέλαβε πρόσφατα εκτελεστικός διευθυντής του OU Health Harold Hamm Diabetes Center στο Πανεπιστήμιο της Οκλαχόμα. Πραγματοποίησε την έρευνα όταν εργαζόταν στο Pennington Biomedical Research Center του LSU και στη συνέχεια μετέφερε το διεθνώς αναγνωρισμένο πρόγραμμα μεταφραστικής έρευνάς του στο Πανεπιστήμιο της Οκλαχόμα.

Είναι επίσης αντιπρύτανης για τα προγράμματα διαβήτη του πανεπιστημίου και κατέχει την έδρα Chickasaw Nation Endowed Chair in Diabetes Research.

Η πρώτη συγγραφέας της μελέτης, Ελίζαμπεθ Χάιντς, είναι υποψήφια διδάκτορας και εργάστηκε στο εργαστήριο Integrated Physiology and Molecular Medicine του Pennington Biomedical. Ο Κρίστοφερ Άξελροντ, συν-ανταποκρινόμενος συγγραφέας της μελέτης, μετακινήθηκε επίσης στο Harold Hamm Diabetes Center, όπου συνεχίζει αυτή την ερευνητική κατεύθυνση μαζί με τον Κίρβαν.

Η δρ Τζένιφερ Ρουντ, προσωρινή ανώτερη αντιπρύτανης και εκτελεστική διευθύντρια του Pennington Biomedical, υπογράμμισε τη σημασία της σύνδεσης των εργαστηριακών ανακαλύψεων με την έρευνα σε ασθενείς και ευρύτερους πληθυσμούς.

«Η έρευνα αυτή αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα του εύρους των επιστημονικών ανακαλύψεων στο Pennington Biomedical, όπου η έρευνα καλύπτει όλα τα επίπεδα: από τη βασική επιστήμη, που αποκαλύπτει τους βιολογικούς μηχανισμούς πίσω από τις ασθένειες, έως τις κλινικές μελέτες και την έρευνα σε πληθυσμούς, η οποία συμβάλλει στη διαμόρφωση της δημόσιας υγείας», δήλωσε η δρ Τζένιφερ Ρουντ. «Τα ευρήματα του δρος Κίρβαν και της ομάδας του για τη Miro1 αναδεικνύουν την αξία αυτής της ολοκληρωμένης προσέγγισης, καθώς συνδέουν τις θεμελιώδεις ανακαλύψεις για τη λειτουργία των μυών με στοιχεία για την αντίσταση στην ινσουλίνη και τα οφέλη της άσκησης σε ανθρώπους με διαβήτη τύπου 2. Η εργασία αυτή προωθεί την κατανόησή μας για τον διαβήτη και συμβάλλει στη δημιουργία των βάσεων για μελλοντικές προσεγγίσεις πρόληψης και θεραπείας.»

Μπορεί η στόχευση της Miro1 να οδηγήσει σε νέες θεραπείες;

Παρότι τα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά, οι επιστήμονες πρέπει ακόμη να διαπιστώσουν αν η άμεση στόχευση της Miro1 μπορεί να οδηγήσει σε ασφαλείς και αποτελεσματικές θεραπείες για ανθρώπους με διαβήτη τύπου 2. Η αποκατάσταση της ανταπόκρισης στην ινσουλίνη παρατηρήθηκε σε προκλινικά μοντέλα, ενώ η δοκιμή σε ανθρώπους έδειξε ότι η άσκηση μείωσε τα επίπεδα της Miro1 παράλληλα με τη βελτίωση της ευαισθησίας στην ινσουλίνη.

Ο Κίρβαν σχεδιάζει να συνεχίσει τη διερεύνηση των ευρημάτων στο Harold Hamm Diabetes Center. Η έρευνά του θα συνδυάζει εργαστηριακά πειράματα με μελέτες σε ανθρώπους, ώστε να αποκαλυφθούν περισσότεροι από τους βιολογικούς μηχανισμούς που ευθύνονται για τον διαβήτη και να εξεταστούν νέες στρατηγικές πρόληψης και θεραπείας.

«Ο διαβήτης τύπου 2 αποτελεί σημαντικό πρόβλημα στην Οκλαχόμα και σε εθνικό επίπεδο», είπε. «Τελικά, αναζητούμε θεραπείες που θα οδηγούν στην ίαση και ελπίζουμε ότι αυτά τα πρόσφατα ευρήματα θα μπορούσαν να αποτελέσουν μέρος της λύσης.»

Η μελέτη χρηματοδοτήθηκε από το National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, το National Institute on Aging, το National Center for Complementary and Integrative Health, το National Heart, Lung, and Blood Institute και το National Institute of General Medical Sciences.

Οι αποφάσεις για τη θεραπεία του διαβήτη πρέπει να λαμβάνονται σε συνεργασία με τον γιατρό.