Scoperta di interruttori di insulina nel pancreas potrebbe portare a nuovi farmaci per il diabete

Maggio 1, 2016 Admin Salute 0 3
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I ricercatori del Salk Institute hanno scoperto come un ormone accende una serie di interruttori molecolari all'interno del pancreas che aumenta la produzione di insulina.

La scoperta, pubblicata 26 settembre negli Atti della National Academy of Sciences, solleva la possibilità che nuove droghe di sintesi potrebbero essere in grado di girare su molecole chiave in questo percorso per aiutare i 80 milioni di americani che hanno il diabete di tipo 2 o insulina pre-diabetica resistenza.

Gli interruttori molecolari comando cellule pancreatiche beta pancreatiche, le cellule responsabili per l'insulina, per crescere e moltiplicarsi. Ottimizzazione queste cellule potrebbe offrire una soluzione al diabete di tipo 1, la forma di diabete causato dalla distruzione delle cellule insulari, e diabete di tipo II, la forma causata da resistenza all'insulina.




"Per capire come le cellule del pancreas possono essere incoraggiati a produrre insulina nel modo più efficiente possibile, potremmo essere in grado di manipolare le cellule per curare o addirittura prevenire il diabete", dice l'autore principale dello studio, Marc Montminy, professore nella Fondazione Clayton Laboratori per Peptide Biology a Salk.

Tali nuovi agenti potrebbero aumentare il funzionamento delle cellule insulari beta anche in persone che non hanno sviluppato il diabete.

"La verità è che quando invecchiamo, queste cellule insulari tendono a portare fuori", dice Montminy. "Gli interruttori genetici solo non vengono attivati ​​nel modo più efficiente come hanno fatto quando eravamo più giovani, anche se non sviluppiamo il diabete. E 'come usare un apriporta garage tante volte, la batteria si esaurisce. Abbiamo bisogno di un modo per aggiornare continuamente che la batteria. "

Il diabete di tipo II è causato da una incapacità di insulina per stimolare i muscoli a prendere il glucosio, un tipo di zucchero, dal flusso sanguigno dopo mangiare. L'età è un fattore di rischio per il diabete, come l'obesità, predisposizione genetica e la mancanza di esercizio fisico.

Montminy e due ricercatori nel suo laboratorio, Sam Van de Velde, un socio di ricerca post-dottorato, e Megan F. Hogan, uno studente laureato, di cui per studiare come, un ormone prodotto glucagone-like peptide-1 (GLP-1) nel tratto gastrointestinale, favorisce la sopravvivenza e la crescita delle cellule insulari.

La questione è importante, non solo per la comprensione della biologia di base di insulina, ma anche perché avrebbe aiutare a spiegare come un farmaco approvato per il trattamento del diabete nel 2005 funziona realmente.

Questo farmaco, exenatide (Byetta), è una versione sintetica di extendin-4, un ormone trovato nella saliva del mostro lucertola Gila. Extendin-4 è simile al GLP-1 negli esseri umani, ma è molto più lungo di recitazione. "Il mostro di Gila iberna maggior parte della sua vita, alimentando solo due volte l'anno, quindi ha bisogno di un modo di conservazione dei cibi molto bene, il che significa che la sua insulina deve essere molto efficiente", dice Montminy.

GLP-1 ha una durata molto breve, perché gli enzimi nel sangue rompono giù subito dopo attiva la produzione di insulina, dice. I pazienti che utilizzano exenatide, invece, devono iniettare solo due volte al giorno.

Per quanto utile come quella della droga è, Montminy ragionò che se avesse potuto individuare i vari interruttori che GLP-1 si accende per promuovere la secrezione di insulina, potrebbe essere possibile identificare bersagli farmacologici che potrebbero essere ancora più efficiente per l'uso umano di exenatide.

I ricercatori hanno cercato di identificare i vari attori del percorso molecolare che si attiva quando GLP-1 banchine sul suo recettore sulla superficie delle cellule insulari. Nel suo lavoro precedente, Montminy aveva già scoperto che uno dei primi interruttori attivati ​​è CREB, che accende altri geni.

In questo studio sono definiti altri giocatori "a valle" di CREB - scoperte che si è rivelato essere sorprendente. Due delle molecole, mTOR e HIF, sono fortemente implicati nello sviluppo del cancro, dice Montminy. Ad esempio, mTOR è un sensore critico di energia nelle cellule, e HIF lavora all'interno delle cellule per riprogrammare i geni per aiutare le cellule crescono e si dividono.

"L'attivazione di switch all'interno di una cella è un po 'come correre una staffetta", dice Montminy. "GLP-1 attiva CREB, che passa il testimone a mTOR, e quindi HIF subentra ad aiutare le cellule delle isole resistere alle sollecitazioni che causano usura, come l'invecchiamento. E 'ovvio che mTOR e HIF sarebbe coinvolto nel contribuire isolotto cellule di rimanere sano, perché sono coinvolti nella crescita cellulare - in questo caso, la crescita di cellule insulari ".

Questi risultati suggeriscono che potrebbe essere possibile attivare questi giocatori molecolari in modo indipendente per ripristinare la produzione di insulina, dice Montminy. Un farmaco potrebbe attivare direttamente l'interruttore HIF, per esempio, bypassando i passaggi precedenti nella via: GLP-1, CREB e mTOR. Che potrebbe non solo aumentare la produzione di insulina da cellule insulari esistenti, ma anche promuovere la crescita di nuove cellule insulari.

I risultati hanno anche altre implicazioni cliniche pure. Capire che mTOR è coinvolto nella secrezione di insulina aiuta a spiegare perché alcuni pazienti sottoposti a trapianto sviluppano diabete. Rapamicina, un farmaco spesso usato per prevenire il rigetto d'organo, sopprime l'attività mTOR, e quindi probabilmente mina la produzione di insulina.

Sapendo che l'attivazione di HIF può anche aiutare a crescere le cellule delle isole potrebbe essere utile nel tentativo di trapiantare cellule isolotto in pazienti con diabete di tipo 1.

Lo studio è stato finanziato dalla Juvenile Diabetes Research Foundation, il National Institutes of Health, la Fondazione Keickhefer, la Fondazione Clayton per la ricerca medica, la Leona M. e Harry B. Helmsley Charitable Trust e da Charles Brandes.

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