امکان شناسایی صحیح سلولهای بتای بیمار در دیابت نوع 2 فراهم شد

30 جولای 2019- محققان مرکز دیابت جاسلین وابسته به دانشکده پزشکی هاروارد، کلید شناسایی سلول های بتای بیمار را در دیابت نوع 2 یافتند. این کشف پیامدهای تحقیقاتی و درمانی دارد.

مطالعات دیابت بر توانایی محققان در جدا کردن سلولهای بیمار از سلولهای سالم متکی است. سالها است که محققان متوجه شده اند كه با آناليز توالیRNA ی این سلول ها قادر به جدا كردن سلول های بتای بیمار از سلول های بتای سالم نمی باشند. محققان حدس می زدند که باید بین سلولهای بیمار و سالم یک تفاوت اساسی وجود داشته باشد که هنوز کشف نشده است.

حال محققان جاسلین از این تفاوت پرده برداشتند. آنها اعلام کردند که تغییرات در متیلاسیونRNA های پیام رسان که به طور خاص با عنوان m6A شناخته می شود، بر عملکرد سلول های بتا تأثیر می گذارد. در فرآیند متیلاسیون، مولکولهای خاصی باmRNA ها به صورت برگشت پذیر واکنش می دهند تا سوئیچ های ژنتیکی مختلف را روشن یا خاموش کنند. متیلاسیون در سطحی بالاتر از DNA عمل می کند، بنابراین در ژن ها کدگذاری نمی شود، اما براساس محرک های محیطی اعمال می شود.

این مطالعه ، که در Nature Metabolism به چاپ رسیده است، نشان داد که کاهش سطح متیلاسیون منجر به بیان کمتر تعدادی از پروتئین های مورد نیاز در سلولهای بتا برای داشتن عملکرد صحیح می شود.

پرفسورDario F. DeJesus  ، نویسنده اصلی این مقاله گفت: ما دریافتیم كهبا بررسی متیلاسیون m6A mRNA  جزایر دیابت نوع 2 انسان می توانیم جزایر بتای بیمار را از جزایر كنترل سالم به طور معنی داری بهتر از بررسی "بیان ژن ها" متمایز می کنیم، همچنین دریافتیم که m6A برای زیست شناسی سلول بتا بسیار حیاتی است. این کار با پیشرفت در فناوریها در طی یک دهه ی گذشته امکان پذیر شده است و به محققان اجازه داده است که تعامل بین RNA پیام رسان و محیط اطراف آن را بررسی کنند.

محققان پس از انجام تحقیقات طولانی توانستند تفاوت ها در متیلاسیون در سلولهای جزایر در دیابت نوع 2 و سلولهای جزایر سالم را دنبال کرده و دریابند که که کدامیک از پروتئین ها تحت تأثیر متیلاسیونmRNA  قرار می گیرند.

دکتر Kulkarni رئیس آزمایشگاه و مدیر بخش Islet Cell and Regenerative Biology، گفت: در مورد دیابت نوع 2، به نظر می رسد که mRNAیی که قادر به کد نویسی برای بسیاری از پروتئین ها است، دچار متیلاسیون کمتری نسبت به حالت نرمال می شود، به این معنی که میزان متیلاسیون در دیابت نوع 2 نسبت به گروه کنترل کمتر است. وی افزود: این مهم است، زیرا متیلاسیون اتفاقات بعدی را برای رونشت نسخه برداری شده تعیین می کند، زیرا نسخه ی mRNA متیله شده، برای تولید پروتئین های جدید استفاده می شود. اما اگر یک متیلاسیون درmRNA  کمتر باشد(a hypomethylation of the mRNA)، ممکن است پروتئین مورد نظر بدرستی تولید نشود یا ممکن است به سوی تخریب سوق داده شود.

محققان مشاهده کردند که این هیپومتیلاسیون منجر به کاهش عملکرد تعدادی از پروتئین ها ، از جمله سه پروتئین:  PDX1، گیرنده IGF1 و PP3CA می شود که برای عملکرد طبیعی سلول های بتا بسیار مهم هستند.

محققان سپس این مشاهدات را با استفاده از مطالعات حذفی در حیوانات تأیید کردند، جایی که آنها به طور سیستماتیک عملکرد آنزیم های شناخته شده برای کنترل متیلاسیون m6A mRNA را مختل کردند. آنها با القای هیپومتیلاسیون در حیوانات غیر بیمار، تاثیر آن را در ایجاد دیابت نوع 2 بررسی کرده و دریافتند که همه ی موش ها حتی اگر بدون این بیماری به دنیا بیایند، پس از القای هیپومتیلاسیون علائم دیابت نوع 2 را نشان می دهند.

دکتر Kulkarni می گوید: تجزیه و تحلیل این مدل موش بسیار مهم بود و به بروز دیابت نوع دو در انسان شباهت داشت. موش ها به طور عادی متولد شدند، بنابراین در هنگام تولد نقایصی نداشتند، اما یک ماه پس از به دنیا آمدن سطح گلوکز آنها بالا رفت و این افزایش ادامه یافت. جزایر آنها ویژگی های بسیاری، مشابه با دیابت نوع دو را نشان داد و در آن همه سلول های بتا نابود شدند.

دکتر Kulkarni گفت: این تحقیق نه تنها مشکل جداسازی سلولها را در آزمایشگاه حل کرد بلکه به درک ما در مورد پیشرفت دیابت نوع 2 در دنیای واقعی کمک نمود.این کشف، شکاف در اطلاعات موجود را که طی چند دهه ی گذشته به خوبی درک نشده بود، پر کرد. ما واقعاً هیجان زده هستیم که توانستیم شاهد این کشف باشیم و الگویی را پیشنهاد دهیم که با تعدیل آنزیم های مهم برای متیلاسیون می توان هدف جدیدی را برای درمان فراهم کرد.

دکتر Kulkarni و همکارانش در حال بررسی تأثیرات متیلاسیون بر سایر بافتهای متابولیک و سایر انواع دیابت مانند دیابت نوع یک و دیابت MODY هستند.آنها همچنین در حال بررسی این موضوع هستند که چگونه می توانند با هدف قرار دادن فرایند متیلاسیون سلامت سلولها را بهبود دهند، و به درمان دیابت نوع 2 کمک کنند.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2019-07-discovery-enables-identification-diseased-beta.html