Tim predvođen Institutom Van Andel i naučnicima Instituta za imunobiologiju i epigenetiku Maks Plank identifikovao je dva različita podtipa beta ćelija koje proizvode insulin, ili ß ćelija, od kojih svaka ima ključne karakteristike koje se mogu iskoristiti za bolje razumevanje i lečenje tipa 1 i tipa 2. dijabetesa.
ß ćelije su kritični čuvari metaboličke ravnoteže u telu. One su jedine ćelije sposobne da proizvode insulin, koji reguliše nivo šećera u krvi određujući šećer u ishrani za trenutnu upotrebu ili skladištenje.
Kod dijabetesa tipa 1, ß ćelije su napadnute od strane sopstvenog imunološkog sistema, što ih čini nesposobnim da proizvode insulin.
Dijabetes tipa 2 nastaje zbog insulinske rezistencije; nastali višak šećera u krvi iz ishrane osobe uzrokuje da ß ćelije u pankreasu rade prekovremeno. Na kraju, ß ćelije više ne mogu da izdrže i koncentracija šećera u krvi može porasti na opasno visoke nivoe.
Obe bolesti se leče pojačavanjem delovanja insulina, bilo davanjem samog insulina, ili povećanjem njegove aktivnosti i oslobađanja u krv. Neki ljudi sa dijabetesom tipa 1 mogu izabrati transplantaciju ß ćelija, eksperimentalnu proceduru u kojoj se funkcionalne ćelije donora implantiraju u pankreas.
Novi nalazi, objavljeni u Cell Metabolism, sugerišu nekoliko potencijalnih puteva koji bi mogli da informišu o budućim tretmanima dijabetesa, kao što je prilagođavanje odnosa podtipova ß ćelija u transplantacijama kako bi se osigurala optimalna funkcija.
„Sve ćelije variraju na neki način, ali ova dva podtipa ß ćelija se diskretno i dosledno razlikuju jedan od drugog. To ukazuje da služe dve različite, ali neophodne funkcije kao proizvođači insulina. Oni su specijalisti, svaki sa svojim ulogama“, rekao je J. Andrev Pospisilik, dr, profesor Van Andel instituta i viši autor studije. „Takođe vidimo razlike u odnosu jednog podtipa prema drugom kod dijabetesa. Razumevanje ova dva tipa ćelija – i njihovog međusobnog odnosa – daje nam jasniju sliku dijabetesa i nudi nove mogućnosti za lečenje.“
Naučnici su odavno prepoznali razlike među ß ćelijama, ali ova studija je prva koja jasno ocrtava specifične podtipove ćelija. Nalazi su identifikovani u oba modela miša iu uzorcima ljudskih ß ćelija.
Ova dva tipa — koje su autori studije opisali kao ß HI i ß LO — razlikuju se po specifičnoj funkciji, veličini, obliku i epigenomskim karakteristikama, između ostalih karakteristika. Oni takođe pokazuju kontrastne obrasce površinskih markera, koji pomažu ćelijama da šalju i primaju hemijske poruke. Čini se da su ß HI ćelije zastupljenije kod dijabetesa tipa 2.
Važno je da se podtipovi mogu razdvojiti prisustvom ili odsustvom proteina zvanog CD24, koji deluje kao marker koji omogućava ciljanje jednog tipa, a ne drugog. Ova razlika može da omogući razvoj preciznijih strategija lečenja dijabetesa i nudi kritično sredstvo koje omogućava istraživačima dijabetesa da bolje prouče svaki tip ćelije u dubini.
Nalazi takođe preoblikuju ono što je poznato o tome kako se ß ćelije razvijaju rano u životu. ß ćelije su među najdugovečnijim ćelijama u telu, sa životnim vekom od 30 do 40 godina. Kao i sve ćelije, najranije ß ćelije nastaju iz matičnih ćelija, koje su prazne ploče koje se razlikuju u mnoge tipove ćelija koje čine telo. Ovaj proces je u velikoj meri vođen specijalizovanim proteinima zvanim transkripcioni faktori, koji „uključuju“ i „isključuju“ gene.
Međutim, studija sugeriše da ß ćelije mogu biti izuzetak. Istraživači su identifikovali epigenetsku dozu, a ne faktore transkripcije, kao pokretačku snagu iza odluke da ß ćelije postanu ß HI ili ß LO. Ovo je prvi put da se pokazalo da epigenetska doza menja odnos srodnih tipova ćelija.
Kao i faktori transkripcije, epigenetski markeri govore genima kada da budu aktivni, a kada da ćute. Epigenetska doza se odnosi na količinu ovih oznaka. U ß ćelijama, tim je prethodno identifikovao epigenetsku oznaku nazvanu H3K27me3 kao ključni pokretač diferencijacije. U ovoj novoj studiji, otkrili su da doza iste oznake kontroliše ß HI u odnosu na ß LO brojeve i, kao rezultat, nudi novu metu za potencijalne nove tretmane dijabetesa.
„Ljepota ovog mehanizma je njegova novost — vođen je isključivo epigenetikom bez pomoći transkripcionih faktora“, rekao je Pospisilik. „Ključ je da se epigenetske promene mogu preokrenuti, što otvara čitav niz pitanja sa implikacijama za lečenje.“
