Istraživači iz Centra za genomsku regulaciju (CRG) u Barseloni objavili su studiju u časopisu Nature Communications koja otkriva kako ćelije vrše kontrolisano oslobađanje mucina i insulina, dva ključna proteina za ljudsko zdravlje.
Mucini, glavna komponenta sluzokože, formiraju zaštitnu barijeru i lubrikant na našim telesnim površinama kao što su respiratorni i digestivni trakt. Ljudi luče otprilike jedan litar mucina dnevno, koje specijalizovane ćelije oslobađaju na kontrolisan način kako bi se obezbedila prava količina za pravilne telesne funkcije.
„Neravnoteža u sekreciji mucina, bilo prekomerna ili neadekvatna, može dovesti do oboljenja respiratornog i digestivnog trakta, od hronične opstruktivne bolesti pluća (KOPB) do ulceroznog kolitisa“, kaže Hoze Vojnacki, prvi autor studije i postdoktorski istraživač u Centru za Genomska regulacija „Slično, insulin, hormon koji luči pankreas, je ključan u regulaciji nivoa glukoze u krvi. Defekti u proizvodnji insulina su osnovni uzrok dijabetesa“, dodaje on.
Ćelije čuvaju proteine poput mucina i insulina u vrećicama ili „granulama“. Kada ćelija treba da oslobodi ove supstance, granule se vezuju za spoljašnji sloj ćelije, membranu, i oslobađaju svoj sadržaj spolja. Studija je otkrila da protein poznat kao tetraspanin-8, prisutan na ćelijskoj membrani, deluje kao čuvar vrata tokom sekrecije, odlučujući koje granule koje sadrže mucin ili insulin će se zakačiti za membranu i kada. Ćelije koje luče mucine u periodu od 30 minuta, sa kesicama ili ‘granulama’ koje sadrže mucine prikazane kao bele tačke. Normalne ćelije koje luče mucine prikazane su na levoj strani. Ćelije sa nokautiranim tetraspaninom-8 prikazane su na desnoj strani, luče duplo veći broj mucina.
Studija pokazuje da je regulisano lučenje mucina i insulina dvofazno, što znači da je prvo brzo oslobađanje prethodno spojenih granula praćeno drugim, sporijim oslobađanjem granula iz rezervnog bazena. Studija takođe pokazuje da fuzija granula napunjenih mucinima zahteva protein koji se zove sintaksin-2.
Tetraspanin-8 sekvestrira sintaksin-2, ograničavajući količinu oslobađanja mucina. U nedostatku tetraspanina-8, istraživači su primetili udvostručenje sekrecije mucina, pošto je više sintaksina-2 dostupno za spajanje i fuziju granula. Ovo otkriće se takođe proširilo na oslobađanje insulina, što ukazuje na univerzalni mehanizam koji bi mogao imati značajne implikacije za razumevanje kako ćelije luče ove vitalne proteine na osnovu fizioloških potreba.
„Ako je ćelija užurban grad, granule su kamioni natovareni teretom kao što su mucini i insulin. Kapija grada ka spoljašnjem svetu otvaraju proteini poput sintaksina-2. U ovoj analogiji, tetraspanin-8 funkcioniše kao kontrola saobraćaja na granice grada, kontrolišući broj molekula sintaksina 2 koji su dostupni za otvaranje kapija za kamione da pristaju i izvoze svoje terete. Ovo kontrolisano upravljanje osigurava oslobađanje tačnog broja mucina ili insulina na osnovu telesnih potreba“, kaže profesor istraživanja ICREA Vivek Malhotra, odgovarajući autor studije i istraživač u Centru za genomsku regulaciju. Više ćelija koje pokazuju lokaciju tetraspanina (crveno) i sintaksina (zeleno) na površini ćelije. Žuto osenčeni regioni su mesta na kojima se dva proteina preklapaju, pokazujući koliko su sveprisutni u celoj plazma membrani.„Tetraspanin-8 je laka meta za razvoj hemikalija za kontrolu njegove funkcije i stoga sredstvo za resetovanje deregulisanog lučenja mucina i insulina zabeleženog u povezanim ljudskim patologijama“, dodaje dr Malhotra.
Istraživači sada rade na testiranju uloge tetraspanina-8 u naprednijim modelima koji predstavljaju složenu fiziologiju debelog creva, disajnih puteva i pankreasa kako bi razumeli uticaj drugih ćelija koje mogu kofunkcionisati u kontroli neto sekrecije mucina i insulin.
