شناسایی تغییرات ژنتیکی مرتبط با غلظت گلوکز، مقدار انسولین و خطر ابتلاء به دیابت

در یک کنسرسیوم تحقیقاتی بین المللی، سیزده تغییر ژنتیکی جدید که بر تنظیم مقدار قند خون ، مقاومت به انسولین و ترشح انسولین ازسلولهای بتا تأثیر دارند، دربین نژاد اروپایی، شناسایی شدند.5 عدد از این تغییرات ژنتیکی  جدید شناسایی شده، باعث افزایش خطر ابتلاء به دیابت نوع 2 می گردند.

نتایج دو تحقیق که با متاآنالیز ویژگیهای مرتبط با انسولین و گلوکز صورت گرفت نشانه های مهمی در مورد نقش سلولهای بتا در ایجاد دیابت نوع 2 را در اختیار محققین قرار داد. بودجه این مطالعات که از طرف انستیتو ملی سلامت پرداخت گردید و بصورت آنلاین در 17 ژانویۀ 2010 بروی مجلۀ Nature Genetics قابل مشاهده است.

در یکی از این مطالعات، محققین موفق به یافتن ژنهایی شدند که بروی خصوصیات متابولیکی موثرند. این خصوصیات متابولیکی شامل غلظت قند خون ناشتا، غلظت انسولین ، اندازه گیری میزان فعالیت سلولهای بتا و مقاومت به انسولین  می باشند. حدود 5/2 میلیون تغییر ژنتیکی در 21 مطالعۀ ژنومی آنالیز گردید که از 186/48 نفر فرد سالم تهیه شده بودند. این افراد برای اندازه گیری مقدار گلوکز و انسولین در این مطالعات شرکت کرده بودند . محققین به بررسی و جستجوی توالی های مشترک مرتبط با خصوصیات متابولیکی، از بین اسکن هزاران DNA پرداختند.

وجود هزاران نمونه ژنتیکی شانس یافتن ظریفترین ارتباط بین یک تغییر ژنتیکی خاص با بیماری بخصوصی را امکان پذیر می کند.

اصلی ترین تغییرات شامل تغییر در (single nucleotide polymorphism )SNP ،یا تغییر تنها در یک باز آلی در یکی از بلاک های ساختمانی DNA می باشد.

در مطالعات اولیه 25 کاندید برای SNPs مشخص گردید که در بعداً بروی 77000 نمونۀ ژنتیکی مختلف بیشتر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج در این مرحله به شرح زیر بود: در این مرحله 16 SNPs بطور واضح با غلظت قند ناشتا و عملکرد سلولهای بتا مرتبط بودند و 2 SNPs دیگربا غلظت انسولین ناشتا و مقاومت به انسولین مرتبط بودند.

سپس محققین برای پاسخ به این سوال که آیا هیچکدام از این SNPs ها با ایجاد دیابت نوع 2 مرتبط هستند یا نه، به بررسی و مقایسۀ نمونه ها ی ژنومی هزاران فرد سالم با هزاران فرد مبتلا به دیابت نوع 2 پرداختند.

از میان 5 تغییر ژنتیکی که با خطر ابتلاء به دیابت نوع 2 مرتبط بودند یکی ازمؤثرترین آنها در ADCY5 قرار گرفته است که بروی غلظت قند ناشتا و غلظت قند بعد از صرف غذا تأثیر می گذارد. یکی دیگر در موقعیتFADS1  قرار دارد که با قند ناشتا و همچنین کیفیت چربیها مرتبط است. هیچکدام از تغییرات ژنتیکی شناسایی شده در این مطالعه با دیابت نوع 1 مرتبط نبودند. دیابت نوع 1 بیماری اتوایمیون است که ژنهای مربوط به آنرا باید در بین ژنهای تنظیم کنندۀ اعمال سیستم ایمنی جستجو کرد.

خصوصیت قابل شناسایی دیابت نوع 2، مقاومت به انسولین و اختلال عملکرد سلولهای بتا است. محققین این تحقیق بیشتر بر تغییرات ژنتیکی جدید شناسایی شدۀ مؤثر بر ترشح انسولین متمرکز بودند تا آنهایی که با مقاومت به انسولین مرتبطند. تنها یک تغییر ژنتیکی نزدیک به IGF1 سبب مقاومت به انسولین می شود.

اختلال عملکرد سلولهای بتا در ایجاد دیابت نوع 2 نقش بیشتری نسبت به آنچه قبلاً می پنداشتیم دارد. اگرچه عوامل محیطی ممکن است بیشتر بروی مقاومت به انسولین تأثیر دارد تا بروی ترشح انسولین. محققین نتیجه گیری کردند که درک چگونگی تأثیر ژنها بروی سیگنالهای سلولی و ایجاد سیگنالهای ، درک غلظت گلوکز و تنظیمات هورمونی مربوطه، می تواند به یافتن روشهایی برای پیشگیری و درمان دیابت کمک کند.

پروفسور Florez از بیمارستان ماساچوست و عضو هئیت علمی دانشگاه پزشکی هاروارد می گوید مطالعات ما نشان دادند که مطالعات ژنتیکی خصوصیات  گلیسمیک  می تواند به شناسایی توالیهای مرتبط با خطر ابتلاء به دیابت نوع 2 کمک کند اگر چه تمام توالی های شناسایی شده که بروی تنظیم مقدار قند خون موثر هستند با افزایش خطر ابتلاء به دیابت نوع 2 مربوط نیستند.  برخی از توالیها قند خون ناشتا را اندکی بالاتر می برند اما باعث افزایش خطر ابتلا به دیابت نمی شوند . واضح است که تنها بالا رفتن قند خون سبب دیابت نمی شود اما اینکه چگونه غلظت قند بالا می رود می تواند مشخص کنندۀ خطر ابتلاء به دیابت باشد.

 در مقالۀ بعدی که توسط همان گروه بین المللی مشترکاً انجام شد ژنهایی که در رابطه با افزایش مقدار قند خون 2 ساعت بعد از خوردن گلوکز خوراکی هستند درمیان 15234 شرکت کننده بررسی گردید. محققین دریافتند که یک تغییر ژنتیکی در ژن GIPR که کد کنندۀ گیرندۀ پلی پپتید ممانعت کنندۀ روده است باعث این اختلال می شود.

 پلی پپتید ممانعت کنندۀ روده ای یکی از هورمون تنظیم کنندۀ سلولهای بتا است که بروی مقدار قند خون بعد از خوردن گلوگز یا یک وعدۀ حاوی مواد قندی، تأثیر دارد.

در افرادی که این تغییر ژنومی  اتفاق می افتد، فعالیت سلولهای بتا کاهش یافته است. این کشف نقش هورمونها ی مترشحه درون ریز را که از سلولهای درون ریز روده ترشح می شوند پررنگتر می کند. این یافته به سایر یافته هایی که به تأثیر سیستم مترشحۀ درون ریز در بالا بردن خطر ابتلأ به دیابت نوع 2 اشاره دارد، افزوده گردید. به گفتۀ پروفسور watanabe این میسر ها که ترشح انسولین را در پاسخ به هضم غذا تحریک می کنند  در واقع راهی برای مداخلات درمانی جدید به ما نشان می دهند.

این تغییرات ژنومی در نژاد اروپایی دیده شده است اما دانشمندان انتظار دارند برخی از این تغییرات ژنتیکی  دارای تأثیرات مشابهی در میان سایر نژاد ها باشند . مطالعات آتی به این سوال پاسخ خواهد داد. به گفتۀ پروفسور Florez حتی با کشفیات اخیر در مورد ژنهای کنترل کنندۀ غلظت قند ناشتا در افراد سالم ما تنها 10٪ از ژنوم دخیل در تنظیم قند خون را شناسایی کرده ایم و هنوز مطالعات گسترده تری باید بروی نمونه های بیشتر برای تشخیص تغییرات کمیاب بروی non-SNP variants صورت گیرد برای مثال هر گونه اضافه شدن نوکلئوتید یا حذف یا دوبل شدن DNA که بنحوی هنوز مورد مطالعه قرار نگرفته اند، باید بیشتر مورد بررسی قرار گیرند.

منبع:

www.scienedaily.com