20 ژانویه 2022- نوع جهش یافته ای از آنزیم های گوارشی که در سلول های مجاور سلولهای بتا تولید می شود، با تجمع در سلولهای بتا باعث ایجاد یک بیماری ارثی می شود که ممکن است به درک بهتر بیماری های دیگر در پانکراس کمک کند.
در لوزالمعده، سلول های بتا که تولید کننده انسولین هستند با سایر سلول های درون ریز تولید کننده هورمون در کنار هم جمع شده و توسط سلول های برون ریز پانکراس که آنزیم های گوارشی ترشح می کنند، احاطه شده اند. محققان مرکز دیابتجاسلیناکنون دریافتند که چگونه آنزیم‌های گوارشی جهش‌یافته که در سلولهای برون‌ریز پانکراس تولید می شوند، توسط سلولهای بتای مجاور جذب شده و منجر به اختلال عملکرد سلولهای بتا و بروز یک بیماری نادر ژنتیکی می شود که به عنوان "دیابت جوانان در هنگام بلوغ (MODY)" شناخته می شود.
دکتر Rohit N. Kulkarni، استاد دانشکده پزشکی هاروارد و رئیس بخش مشترک جزایر جاسلین و بخش زیست شناسی احیا کننده، گفت: این یافته ممکن است به درک سایر بیماری های پانکراس، از جمله دیابت نوع 1 یا نوع 2 کمک کند، که در آن تداخل مولکولی غیرطبیعی بین این دو گروه از سلول ها ممکن است نقش مخربی داشته باشد.
اکثر نسخه هایMODY ، توسط یک جهش واحد در ژن های بیان کننده ی پروتئین ها در سلول های بتا ایجاد می شوند. کولکارنی، نویسنده ی راهبر این مقاله که در Nature Metabolism منتشر گردید، گفت: اما در یکی از شکل‌های MODY به نام MODY8، یک ژن جهش‌یافته در سلولهای برون‌ریز مجاور این فرآیند آسیب‌رسان را آغاز می‌کند. دانشمندان در آزمایشگاه او کشف کردند که در MODY8، آنزیم‌های گوارشی تولید شده توسط این ژن جهش‌یافته در سلولهای بتا تجمع مییابند و سلامت و عملکرد آزادسازی انسولین توسط سلولهای بتا را مختل می‌کنند.
دکتر قهرمان، محقق فوق دکترا در آزمایشگاه کولکارنی و نویسنده اصلی این مقاله، می گوید: در حالی که غدد درون ریز و برون ریز پانکراس دو بخش مجزا با عملکردهای متفاوت را تشکیل می دهند، رابطه آناتومیک نزدیک آنها سرنوشت آنها را شکل می دهد. شرایط پاتولوژیک که در یک قسمت ایجاد می شود قسمت دیگر را مختل می کند.
دکتر اندرس مولون، یکی از نویسندگان این مقاله و استاد دانشگاه برگن در نروژ، گفت: اگرچهMODY8 ، یک بیماری بسیار نادر است، اما ممکن است مکانیسم‌های عمومی دخیل در ایجاد دیابت را روشن کند. یافته‌های ما نشان می‌دهد فرآیندی که در بخش برون ریز لوزالمعده شروع می شود در نهایت ممکن است بر سلول های بتا که در بخش درون ریز واقع هستند و انسولین را تولید و ترشح می کنند، تاثیر بگذارد. ما فکر می کنیم که چنین تداخل منفی بین بخش برون ریز و درون ریز می تواند به ویژه به درک برخی از موارد دیابت نوع 1 کمک کند.
کولکارنی توضیح داد که ژن جهش یافتهCEL (کربوکسیل استر لیپاز) در MODY8 نیز یک ژن خطرساز برای دیابت نوع 1 در نظر گرفته می شود و این سوال را ایجاد می کند که آیا مشخصه ی برخی از موارد دیابت نوع 1، نیز تجمع این پروتئین های جهش یافته در سلول های بتا می باشد؟
این مطالعه با دستکاری یک رده سلولی اگزوکرین (اسینار) انسان برای بیان پروتئینCEL جهش یافته آغاز شد. هنگامی که سلولهای بتا یا در محلولی از سلولهای برون‌ریز جهش‌یافته و یا در محلولی از سلولهای برون‌ریز طبیعی غوطه‌ور شدند، سلولهای بتا هم پروتئین‌های جهش‌یافته و هم پروتئین‌های نرمال را جذب کردند، اما سلولهای بتا تعداد بیشتری از پروتئین‌های جهش‌یافته را جذب کردند. پروتئین‌های طبیعی با فرآیندهای منظم در سلولهای بتا تجزیه می‌شوند و طی چند ساعت ناپدید می‌شوند، اما پروتئین‌های جهش‌یافته تجزیه نمی شوند، در عوض تجمع‌های پروتئینی را شکل می‌دهند.
اکنون سوال اینست که چگونه این تجمعات پروتئینی بر عملکرد و سلامت سلول های بتا تأثیر می گذارند؟ در یک سری آزمایش، دکتر قهرمان و همکارانش ثابت کردند که در این شرایط سلولهای بتا انسولین را به خوبی ترشح نمی‌کنند، کندتر تکثیر می‌شوند و در برابر مرگ آسیب‌پذیرتر هستند.
او این یافته‌ها را از رده‌های سلولی با آزمایش‌هایی در سلولهای اهداکنندگان انسانی تأیید کرد. سپس، او سلولهای برون‌ریز انسانی (که یا آنزیم گوارشی جهش‌یافته یا عادی را بیان می‌کردند) را به همراه سلولهای بتا به مدل موشی که برای پذیرش سلولهای انسانی طراحی شده بود، پیوند زد. کولکارنی گفت: در این سناریو نیز ما نشان دادیم که پروتئین جهش‌یافته در مقایسه با پروتئین معمولی بیشتر توسط سلول بتا جذب می‌شود و دانه‌های نامحلول را در سلولهای بتا تشکیل می‌دهد.
علاوه بر این، با بررسی لوزالمعده افراد مبتلا به MODY8 که به دلایل دیگر جان خود را از دست داده بودند، محققان تجمعاتی از این پروتئین جهش یافته را در سلول های بتا مشاهده کردند.کولکارنی گفت: در اهداکنندگان سالم، ما حتی نوع طبیعی این پروتئین را در سلول بتا پیدا نکردیم.
دکتر Helge Raeder، یکی از نویسندگان این مقاله و استاد دانشگاه برگن، گفت: داستانMODY8 ، در ابتدا با مشاهده بالینی مشکلات گوارشی در بیماران مبتلا به دیابت، آغاز شد که منجر به یافتن یک مخرج مشترک ژنتیکی شد. در مطالعه فعلی، ما با این مکانیسم یافته‌های بالینی را به هم مرتبط کردیم. برخلاف انتظارات ما، یک آنزیم گوارشی که معمولاً مقصد آن روده است به جزایر لوزالمعده هدایت می شود و در نهایت عملکرد سلولهای بتا و ترشح انسولین را به خطر می اندازد.
امروزه افراد مبتلا به MODY8 با انسولین یا داروهای خوراکی دیابت درمان می شوند. کولکارنی و همکارانش به دنبال راه هایی برای طراحی درمان های شخصی و متناسب تر هستند، به عنوان مثال، آیا می‌توانیم این توده‌های پروتئینی را حل کنیم یا تجمع آنها را در سلول بتا محدود کنیم؟ کولکارنی گفت: ما می‌توانیم سرنخ هایی در این مورد از بیماری‌های دیگری مانند بیماری آلزایمر و پارکینسون که مکانیسم تجمع پروتئینی مشابهی در سلول‌ها دارند، به دست آوریم.
منبع:
https://www.newswise.com/articles/crosstalk-between-pancreatic-cells-may-drive-rare-form-of-diabetes