Celulelele insulare pancreatice de la persoanele cu diabet eliberează, ca răspuns la un nivel scăzut de zahăr din sânge, o cantitate semnificativ mai mare de hormon numit glucagon decât celulele insulare de la persoanele sănătoase, potrivit unui nou studiu realizat de cercetătorii de la Facultatea de Medicină a Universității Stanford.
Descoperirea a fost făcută cu ajutorul unui nou model de șoarece de diabet creat de oamenii de știință de la Stanford, care permite pentru prima dată studii funcționale ale celulelor alfa umane transplantate.
Glucagonul este produs de celulele alfa din insulele pancreatice, în timp ce insulina este produsă de celulele beta. Defectele de producere a insulinei și ale celulelor beta au fost considerate a fi principalele cauze ale diabetului. Cu toate acestea, studiul actual susține conștientizarea din ce în ce mai mare a faptului că diabetul se datorează probabil unor defecte în mai multe tipuri de celule și subliniază importanța modelului de șoarece pentru a simula cu mai multă acuratețe complexitatea bolii.
„Investigațiile noastre susțin ideea că diabetul nu rezultă doar dintr-un defect al celulelor beta pancreatice, ci și al celulelor alfa care produc glucagon”, a declarat Seung Kim, MD, PhD, profesor de biologie a dezvoltării și director al Centrului de Cercetare a Diabetului de la Stanford. „Acest lucru fusese suspectat, dar studiul nostru cu insule umane oferă dovezi noi, fără precedent, pentru a susține această idee.”
Kim este autorul principal al studiului, care a fost publicat pe 8 iunie în Nature Metabolism. Studenta absolventă Krissie Téllez și cercetătorul științific Yan Hang, PhD, împart autoratul principal al studiului.
La persoanele sănătoase, glucagonul funcționează în tandem cu insulina pentru a controla strâns nivelul de zahăr din sânge. Imediat după o masă, insulina declanșează eliminarea glucozei din sânge și favorizează stocarea acesteia în organe precum ficatul. În schimb, atunci când nivelul zahărului din sânge devine scăzut, glucagonul stimulează eliberarea glucozei stocate în sânge.
Structuri identice ale glucagonului
Cercetarea anterioară a relației dintre insulină și glucagon a fost împiedicată de faptul că glucagonul de șoarece și cel uman au o structură identică. Acestea sunt imposibil de distins unul de celălalt după ce insulele umane au fost transplantate în șoareci de laborator. Ca urmare, cercetătorii au putut studia doar producția de glucagon uman de către celulele alfa în eprubete sau în vase de cultură, ceea ce nu imită cu exactitate ceea ce se întâmplă în organism.
Hang, Téllez și colegii lor și-au propus să creeze o tulpină de șoarece incapabilă să producă propriul glucagon. Ei au folosit un proces de editare genetică numit CRISPR pentru a elimina o mică parte din ADN-ul animalului care codifică pentru proteina glucagon. Procesul a fost laborios și a necesitat mult timp, fiind nevoie de mai mult de doi ani pentru a fi finalizat.
.