Podle nové studie vědců ze Stanford University School of Medicine uvolňují ostrůvkové buňky slinivky u lidí s cukrovkou v reakci na nízkou hladinu cukru v krvi výrazně více hormonu zvaného glukagon než ostrůvkové buňky zdravých lidí.
Objev byl učiněn pomocí nového myšího modelu diabetu vytvořeného stanfordskými vědci, který poprvé umožňuje funkční studie transplantovaných lidských alfa buněk.
Glukagon produkují alfa buňky v pankreatických ostrůvcích, zatímco inzulín produkují beta buňky. Defekty produkce inzulínu a beta buněk byly považovány za hlavní příčiny diabetu. Současná studie však podporuje rostoucí poznatek, že diabetes je pravděpodobně způsoben defekty ve více typech buněk, a zdůrazňuje význam myšího modelu pro přesnější simulaci složitosti tohoto onemocnění.
„Naše výzkumy podporují myšlenku, že diabetes není důsledkem pouze defektu beta buněk slinivky břišní, ale také alfa buněk, které produkují glukagon,“ řekl doktor Seung Kim, profesor vývojové biologie a ředitel Stanfordského centra pro výzkum diabetu. „Toto se předpokládalo již dříve, ale naše studie s lidskými ostrůvky poskytuje nové, bezprecedentní důkazy, které tuto myšlenku podporují.“
Kim je hlavním autorem studie, která byla publikována 8. června v časopise Nature Metabolism. O hlavní autorství studie se dělí postgraduální studentka Krissie Téllez a vědecký pracovník Yan Hang, PhD.
U zdravých lidí glukagon pracuje v tandemu s inzulinem a přísně kontroluje hladinu cukru v krvi. Bezprostředně po jídle inzulin spouští odstraňování glukózy z krve a podporuje její ukládání v orgánech, jako jsou játra. Naopak, když se hladina cukru v krvi sníží, glukagon stimuluje uvolňování uložené glukózy do krevního oběhu.
Identická struktura glukagonu
Dřívějšímu výzkumu vztahu mezi inzulinem a glukagonem bránila skutečnost, že myší a lidský glukagon mají identickou strukturu. Po transplantaci lidských ostrůvků do laboratorních myší je nelze od sebe odlišit. V důsledku toho mohli vědci studovat produkci lidského glukagonu pouze pomocí alfa buněk ve zkumavkách nebo na kultivačních miskách, což přesně nenapodobuje to, co se děje v těle.
Hang, Téllez a jejich kolegové se rozhodli vytvořit myší kmen, který by nebyl schopen vytvářet vlastní glukagon. Použili proces genetické editace zvaný CRISPR k odstranění malého kousku zvířecí DNA, který kóduje protein glukagon. Proces byl pracný a časově náročný, jeho dokončení trvalo více než dva roky.