Studija DNK više od 55.000 ljudi širom sveta bacila je svetlo na to kako održavamo zdrav nivo šećera u krvi nakon što smo jeli, sa implikacijama na naše razumevanje kako proces ide naopako kod dijabetesa tipa 2.
Nalazi, objavljeni u Nature Genetics, mogli bi pomoći u informisanju budućih tretmana dijabetesa tipa 2, koji pogađa oko 4 miliona ljudi u Velikoj Britaniji i preko 460 miliona ljudi širom sveta.
Nekoliko faktora doprinosi povećanom riziku od dijabetesa tipa 2, kao što su starija starost, prekomerna težina ili gojaznost, fizička neaktivnost i genetska predispozicija. Ako se ne leči, dijabetes tipa 2 može dovesti do komplikacija, uključujući probleme sa očima i stopalima, oštećenje nerava i povećan rizik od srčanog i moždanog udara.
Ključni igrač u razvoju ovog stanja je insulin, hormon koji reguliše nivo šećera u krvi – glukoze. Ljudi koji imaju dijabetes tipa 2 nisu u stanju da pravilno regulišu nivo glukoze, bilo zato što ne luče dovoljno insulina kada se nivo glukoze poveća, na primer nakon obroka, ili zato što su njihove ćelije manje osetljive na insulin, što je fenomen poznat kao insulinska rezistencija.
Većina dosadašnjih studija o insulinskoj rezistenciji fokusirala se na stanje gladovanja – to jest, nekoliko sati nakon obroka – kada insulin u velikoj meri deluje na jetru. Ali većinu vremena provodimo u siti, kada insulin deluje na naša mišićna i masna tkiva.
Smatra se da molekularni mehanizmi koji leže u osnovi insulinske rezistencije nakon takozvanog „izazovanja glukozom“ – na primer zašećerenog pića ili obroka – igraju ključnu ulogu u razvoju dijabetesa tipa 2. Ipak, ovi mehanizmi su slabo shvaćeni.
Profesor Sir Stephen O’Rahilli, ko-direktor Vellcome-MRC instituta za nauku o metabolizmu na Univerzitetu u Kembridžu, rekao je: „Znamo da postoje neki ljudi sa specifičnim retkim genetskim poremećajima kod kojih insulin radi potpuno normalno u stanju gladovanja, gde deluje uglavnom na jetru, ali veoma slabo posle obroka, kada deluje uglavnom na mišiće i masno tkivo.Ono što nije jasno je da li se ova vrsta problema češće javlja u široj populaciji i da li je relevantna za rizik dobijanja dijabetesa tipa 2.“
Da bi ispitao ove mehanizme, međunarodni tim naučnika je koristio genetske podatke iz 28 studija, koje su obuhvatale više od 55.000 učesnika (od kojih nijedan nije imao dijabetes tipa 2), da bi potražio ključne genetske varijante koje su uticale na nivo insulina izmeren dva sata nakon slatkog pića.
Tim je identifikovao novih 10 lokusa – regiona genoma – povezanih sa insulinskom rezistencijom nakon slatkog pića. Osam od ovih regiona je takođe podeljeno sa većim rizikom od dijabetesa tipa 2, naglašavajući njihov značaj.
Jedan od ovih novoidentifikovanih lokusa nalazio se unutar gena koji kodira GLUT4, kritični protein odgovoran za uzimanje glukoze iz krvi u ćelije nakon jela. Ovaj lokus je bio povezan sa smanjenom količinom GLUT4 u mišićnom tkivu.
Da bi potražili dodatne gene koji bi mogli da igraju ulogu u regulaciji glukoze, istraživači su se okrenuli ćelijskim linijama uzetim od miševa kako bi proučavali specifične gene u i oko ovih lokusa. Ovo je dovelo do otkrića 14 gena koji su igrali značajnu ulogu u prometu GLUT4 i unosu glukoze – pri čemu devet od njih nikada ranije nije bilo povezano sa regulacijom insulina.
Dalji eksperimenti su pokazali da su ovi geni uticali na to koliko je GLUT4 pronađeno na površini ćelija, verovatno promenom sposobnosti proteina da se kreće iz unutrašnjosti ćelije na njenu površinu. Što manje GLUT4 probija put do površine ćelije, to je slabija sposobnost ćelije da ukloni glukozu iz krvi.
Dr Alice Villiamson, koja je izvela rad dok je doktorirala. student na Vellcome-MRC institutu za nauku o metabolizmu, rekao je: „Ono što je uzbudljivo u vezi sa ovim je da pokazuje kako možemo da pređemo od velikih genetskih studija do razumevanja fundamentalnih mehanizama kako naša tela funkcionišu – a posebno kako, kada ti mehanizmi idu pogrešno, mogu dovesti do uobičajenih bolesti kao što je dijabetes tipa 2.“
S obzirom da problemi sa regulacijom glukoze u krvi nakon obroka mogu biti rani znak povećanog rizika od dijabetesa tipa 2, istraživači se nadaju da bi otkriće uključenih mehanizama moglo dovesti do novih tretmana u budućnosti.
Profesorka Klaudija Langenberg, direktorka Precision Healthcare Universiti Research Institute (PHURI) na Univerzitetu Kueen Mari u Londonu i profesorka računarske medicine na Berlinskom institutu za zdravlje, Nemačka, rekla je: „Naši nalazi otvaraju potencijalni novi put za razvoj tretmani za zaustavljanje razvoja dijabetesa tipa 2. Takođe pokazuje kako genetske studije dinamičkih testova izazova mogu pružiti važne uvide koji bi inače ostali skriveni.“
