حشرات دیابتی وسرعت بخشیدن به تحقیقات ضد دیابت

دریک تحقیق که نتایج آن می تواند به تحقیقات دیابت  سرعت بخشد، دانشمندان مریلندی  کشف کردند که پاسخ مگس های سرکه به انسولین درسطح سلولی بسیار به آنچه درانسان  اتفاق می افتد شباهت دارد. به همین علت این حشرات برای آزمایش درمانهای جدید دیابت بسیار موثرند.

مگس سرکه ی سمت راست با تغییر ژنتیکی، ژنهای شبه انسولینی آن مختل شده اند و با یک رژیم پرقند تغذیه میشود و علایمی قابل مقایسه  با دیابت نوع 2 در انسان دارد. این مگس کوچکتر بوده و قدرت تولید مثلی آن کمتر از مگس سرکه ی طبیعی  است که در سمت چپ تصویر قرار دارد اما برای استفاده در آزمایشات درمان دیابت به اندازه ی کافی سلامت  است.

مگس سرکه ی معمولی یا دروزوفیلا ملانوگاستر دارای قدرت تولید مثلی بسیار سریع  و آسان است ،طول عمر هر مگس سرکه  حدود یک ماه  است. این موجودات  زنده از هیچ جنبه ی ظاهری شبیه به انسان نیستند حدود 60 درصد کدهای ژنتیکی آنها با انسان مشترک است. دانشمندان دریافتند این شباهتها فرآیندهای بیولوژیکی اصلی را که در هر دو گونه مشابه  هستند، کنترل می کنند. تغذیه، پرورش و تکثیر مگس سرکه در آزمایشگاه بسیار آسان است، به همین علت درتحقیقات  به میزان زیاد از آنها استفاده می شود.

دکتر pickاز دانشگاه مریلند آزمایشاتی را طراحی کرد که در آنها از اطلاعات مربوط به مگس  سرکه که ژنوم نسبتاً ساده ای دارد برای  نورانی نمودن فرآیندهای بیولوژیک در انسان استفاده شد.

تحقیقات اخیر دکتر Pickبروی استفاده از انسولین در مگس سرکه  و بررسی  مسیر استفاده از آن واینکه چه شباهت هایی بین این مسیر درمگس سرکه و انسان  وسایر پستانداران وجود دارد متمرکز شده است .

دکتر Pickمیگوید: ما امیدواریم با استفاده از همه ی ابزارهای ژنتیکی موجود بتوانیم از مگس سرکه که براحتی تکثیر می شود برای آزمایشات غربالگری موثر به منظور ارزیابی درمانهای جدید دیابت استفاده کنیم.

در یک تحقیق جدید که در 6 نوامبر درمجله ی PLOS Oneمنتشر شد، دکتر Pickو همکارانش نشان دادند که مکانیزیم های اساسی که انسان برای تنظیم  قندخون ازآن استفاده  می کند و در دیابت دچار اختلال می شوند با مگس سرکه مشابه و مشترک است.

در انسان انسولین تولید و حرکت قند را کنترل می کند. گلوکزنوعی از قند است که سلولهای پستانداران از آن به عنوان سوخت سلولی  خود استفاده می کنند. حرکت قند به  درون  سلولها  با اتصال انسولین به یک گیرنده ی اختصاصی بروی سطح سلول آغازمی شود. این اتصال سبب حرکت انتقال دهنده ی قند یعنی  GLUT4از سطح  بیرونی سلول به داخل می شود این حرکت به گلوکز اجازه ی عبور ازغشاء سلول را می دهد  بنابراین گلوکز ازجریان خون وارد  سلول می شود.

 در افراد دیابتی این فرآیند دچار اختلال می شود و قند درخون باقی می ماند. در انواع اصلی دیابت یعنی دیابت نوع 1 (بدن قادر به تولید انسولین نیست) و نوع 2 (سلولها  به انسولین پاسخ نمیدهند) قند خون به میزان زیادی بالا می رود و می تواند به بسیاری از ارگانها  آسیب رساند . این بیماری یکی از جدی ترین بیماریها است. سیستم مگس سرکه با انسان تفاوت زیادی دارد. گلوکز  فرم اصلی قند در مگس  سرکه  نیست و آنها مانند پستانداران دارای  خون نیستند، بنابراین  محققین  مطمئن نیستند  که آیا انسولین در سلولهای مگس سرکه مانند انسان  نقش اصلی را بازی می کند.

اما درسال  2009 آزمایشاتی که دکتر Pickوهمکارانش بااستفاده  از تکنیک های مهندسی ژنتیک انجام دادند، نشان داد که مکانیزم های اصلی در این مورد با هم مشابه است. آنها 5 ژن شبه انسولینی  را در بدن مگس سرکه از کار انداختند نتیجه ی این کار ایجاد مگسهای سرکه ی دیابتی بود که علایمی  بسیار شبیه به علایم دیابت درانسان را نشان می دادند.

 دکتر Pickمی گوید: این مگس ها از نطر جثه بسیار کوچکند واز نظر حرکتی بسیار کند می باشند میزان تجمع چربی در بدن آنها افزایش یافته و مقدار قند موجود در جریان خون آنها بالا رفته است همچنین تولید مثل در آنها بخوبی انواع طبیعی نیست. دکتر Pickمی افزاید: سایر محققین تلاشهای زیادی بر درک دیابت با آزمایشات مشابه  در پستانداران  بروی مگس  سرکه انجام دادند که معمولاً با تغییرات ژنتیکی انجام شده، مگس های سرکه زنده نمی ماندند. این مگس ها وضعیت خوبی نداشتند اما هنوز زنده بودند این یعنی می توان آزمایشات  مرتبط  با دیابت  را بروی  مگس های سرکه  به جای انسان انجام داد.

 برای اطمینان از شباهت فرآیندهای سلولی درانسان ومگس سرکه ، دکتر Pickو همکارانش  با کاشف GLUT4درانسان دکتر Cushmanهمکاری کردند. این دوتیم تحقیقاتی با استفاده از تجربیاتشان توانستند GLUT4را وارد بدن مگس سرکه  کنند و با استفاده ازیک بر چسب فلورسانس مولکولهای  GLUT4رامشخص نمودند. آنها با کمال تعجب  مشاهده کردند که اگر چه این پروتئین برای مگس سرکه یک پروتئین خارجی محسوب می شود اما سلولهای مگس سرکه  این پروتئین  را به غشاء  سلول  برده و دقیقاً درمگس  سرکه در پاسخ به انسولین مشابه با سلولهای انسان عمل میکند.

 دکتر Pickوهمکارانش با استفاده از میکروسکوپهای با قدرت زیاد  توانستند  حرکت GLUT4را بروی غشاء سلول مگس سرکه با استفاده  از مارکر فلورسانس آن دنبال  کنند.

دکتر Pickمیگوید: حرکت آن بسیار جالب است، ما امیدوار بودیم که این اتفاق  بیافتد اما تفاوت های بسیاری  بین مگس سرکه و پستانداران وجود دارد که هنوز خودمان نیز درشک و تردید هستیم .

 قدم بعدی محققین، یافتن انتقال دهنده ی قند در مگس سرکه  است که نقش GLUT4را در انسان بازی می کند. دکتر Pickمی گوید: از مدل  مگس سرکه برای بررسی  ترکیباتی که جذب قند را به تنهایی یا همراه با انسولین تقویت  می کنند در آینده  استفاده  خواهیم کرد تا درمانهای موثرتری برای دیابت بیابیم.

منبع: www.sciencedaily.com/releases/2013/11/131106202235.htm