نقشه ی جدید مسیر انسولین و داروهای بهتر برای درمان دیابت

 گروهی ازدانشمندان در انستیتوی تحقیقاتی Scripps(TSRI) اولین نقشه ی راه جامع اندرکنش های پروتئینی را فراهم نمودند که نشان می دهد چگونه سلولهای پانکراس قادر به تولید،‌ ذخیره وترشح انسولین هستند، این یافته ها امکان بررسی دقیق تر فرآیندهای ترشح انسولین و چگونگی بروز اختلال در آن نظیر اتفاقاتی که در دیابت نوع 2 می افتد را برای دانشمندان امکان پذیر نموده است. پرفسور Balchمی گوید: ایجاد نقشه ی اندرکنش انسولین قبل از این سابقه  نداشته است و دانشمندان امیدوارند این نقشه آنها را  به ابداع روشهای درمانی جدید برای درمان دیابت نوع 2 رهنمون کند.

تحقیق جدید اندرکنش های پروتئینی حیاتی را در سلولهای تولید کننده ی انسولین مشخص نمود. در اینجا سلولهای بتا در محیط کشت مشاهده می شوند. این تصویر اهمیت پروتئین TMEM24را در آزاد سازی گرانولهای ذخیره ای بالغ (زرد رنگ)  که بسته هایی با غلظت زیاد انسولین را به منظور تنظیم مقدار قند خون بعد و در فاصله ی بین وعده های غذایی تحویل می دهند، آشکار می سازد.

پرفسور Balchنویسنده ی ارشد این مقاله اخیراً گزارش آنلاین این تحقیق را در ژورنال Cell Reportsمنتشر نمود.

دیابت نوع 2 و سندرم متابولیک بیماریهایی در ارتباط با انسولین هستند که میلیونها  فرد را در سراسر دنیا تحت تأثیر قرار داده اند. یکی ازخصوصیات مشترک این دو بیماری عدم توانایی پانکراس در ترشح انسولین  در پاسخ به نیاز بدن  بعد از خوردن غذا برای پاک کردن خون از قند یا گلوکز است. ترشح طبیعی انسولین به سلولها درتمام بدن پیغام می دهد که گلوکز را به داخل خود جذب کنند، این کار سبب کاهش قند در جریان خون می شود. اما کمبود پاسخ به انسولین موجب انباشته شدن گلوکز به  میزان زیاد درخون برای مدت طولانی می گردد. افزایش مزمن مقدار گلوکز درخون موجب ایجاد مشکلات  جدی بر سلامت از جمله کاهش جریان خون در قسمت های پایین و انتهایی پا، دجنریشن شبکیه ی چشم، نارسایی کلیوی ، حملات قلبی ، سکته و حتی بیماری آلزایمر می شود.

تحریک یا بهبود تولید و ترشح انسولین بخصوص درسلولهای پانکراس (سلولهای بتا ) جائیکه انسولین تولید می شود، یک استراتژی واضح درمانی برای دیابت نوع 2 است. بدلیل ضعف اطلاع از جزئیاتاین فرآیند ، تقریباً هیچ داروی کنترل کننده ی دیابت بهبود بهره وری این فرآیندها را هدف قرار نمیدهد.

دانشمندان از جزئیاتی که درون سلولهای بتا اتفاق می افتد مطلع  بودند. دراین سلولها پروتئین های پیش ساز انسولین تولید شده و تاخوردگی های لازم را پیدا می کند و طی یک سری فرآیندهایی به انسولین بالغ تبدیل شده و در ذرات آماده ی ترشح به نام گرانول ذخیره می شوند و نهایتاً هنگام بالا رفتن غلظت گلوکز درخون، گرانولهای حاوی انسولین به درون جریان خون ترشح می شوند. محققین همچنین صدها پروتئین مختلف را که در سلولهای بتا به مقدار فراوان یافت می شدند، فهرست نمودند. اما چنین مطالعاتی نشان نمی داد که کدامیک از این پروتئین های موجود در سلولهای بتا واقعاً با انسولین اندرکنش داشته و درنتیجه به طور مستقیم درتولید ، ذخیره و فرآیند ترشح انسولین نقش دارند.

دکتر Balchمی گوید: دانش ما در مورد تولید و ترشح مقدار کافی انسولین در سلولهای بتا  و علت اصلی بروز دیابت نوع 2 واقعاً محدود بود.

 در تحقیق اخیر آزمایشگاه تحقیقاتی دکتر Balchبا همکاری Anita Pottekatاز آنتی بادیهایی استفاده نمودند که قادرند به اشکال اولیه و نهایی هورمون انسولین در فرآیند سنتز و ترشح متصل شوند  با بیرون کشیدن پروتئینهای انسولین از سوپ مولکولی موجود در سلولهای بتا، این آنتی بادیها همچنین  هر پروتئینی را که به انسولین متصل می شود واحتمالاً دارای اندرکنش های کاربردی با انسولین است  از سایرین جدا کردند .سپس Pottekatبا استفاده از تکنیک اسپکترومتری جرمی که روش بسیار حساسی است به شناسایی این پروتئین ها پرداخت.

به این ترتیب ، دانشمندان نه تنها توانستند پروتیئن های اندرکنش دهنده با انسولین را در داخل سلولهای بتا  شناسایی نمایند، بلکه آنهایی را که در فاز اولیه سنتز انسولین نقش دارند از پروتئین هایی که در مراحل نهایی ذخیره ی انسولین وترشح آن نقش دارند، مجزاکنند.

Pottekatمی گوید: با این روش توانستیم پروتئین هایی را که با پیش ساز انسولین یا پروانسولین اندرکنش دارند از پروتئین هایی که با انسولین بالغ اندرکنش می کنند مجزا و شناسایی کنیم.

دانشجوی پست دکتری آزمایشگاه دکتر Manning، اسکات بکر و دانشمندان انستیتو Salkبه آنالیز آماری اطلاعات پرداختند به این ترتیب دانشمندان توانستند اولین نقشه ی شبکه ی ارتباطات بیوسنتزی  انسولین را خلق کنند.

دکتر Balchمی گوید: یکی از چیزهایی که نقشه ی راه به ما نشان داد این بود که انسولین بطور موثری سبب راه اندازی سلول بتا می شود این کار از طریق پروتئین های غالب در سلولهای بتا و فعالیت  آنها در داخل این سلول در جهت فرآوری و ترشح انسولین صورت می گیرد.

 یکی از نویسندگان این مقاله ی Pamela Itkin-Ansariمی گوید: تاکنون درهر بارتحقیق دانشمندان تنها یک پروتئین اندرکنش دهنده با انسولین را شناسایی می کردند اما در این تحقیق برای اولین بار سیستمی ابداع گردید که دیدگاه وسیعی درمورد مسیر سنتز انسولین را در اختیار دانشمندان قرار داد.

 چیزدیگری که از اطلاعات اسپکترومتری جرمی توسط Pottekatدر TSRIبسرعت ظاهر  گردید این بود که یک پروتئین خاص در سلول بتا وجود دارد که به دلیل تمایل طبیعی بسیار زیادی که دارد به انسولین متصل می شود. این پروتئین در سلولهای بتا به مقدار فراوان یافت می شود و با انسولین  با ضریب اطمینان بالای آماری متصل می گردد. دکتر Pottekatمی گوید: وقتیکه درمورد آن در  مطالعات قبلی جستجو کردیم متوجه شدیم اطلاعات زیادی درمورد آن یافت نمی شود.

گروه تحقیقاتی با یک سری آزمایشات این پروتئین را دنبال و خصوصیات آنرا بررسی کردند. این پروتئین TMEM24نام داشت و نقش آن در مسیر ترشح انسولین مشخص شده بود. سلولهای بتا بطور طبیعی گرانولهای انسولین را در ابتدا بصورت  یک انفجار مختصر اولیه ترشح و سپس به مدت طولانی تر با غلظت کمتر آزاد می کنند. دانشمندان شواهدی را یافتند که نشان می داد پروتئین TMEM24بروی غشاء سلولهای بتا می نشیند و بطور موثری آزاد سازی آهسته ی گرانولهای حاوی انسولین را تنظیم می کند.

دکتر Balchمی گوید: ما تصور می کنیم که کشف نقش این پروتئین درترشح انسولین یک کشف  بسیار تأثیرگذار و خارق العاده است. بنظرمی رسد آزاد شدن طولانی مدت انسولین برای سلامت انسان درمقایسه با آزاد شدن آنی انسولین بسیار مهم تر است و بدن ما را در برابر افزایش قند خون محافظت می کند. هنوز چیز زیادی درمورد این قسمت از مسیر آزاد سازی  مشخص نشده است . این تحقیق بروی سلولهای موش که بسیار شبیه به سلولهای بتای انسان هستند، انجام شده است. دکتر Balch  و آزمایشگاه او تمایل به ادامه ی کار بروی سلولهای بتا در انسان سالم و دیابتی  دارند.

دکتر Balchمی گوید: بطور کلی ما می خواهیم اطلاعات بیشتری درمورد اجزایی از این مسیر که در مدیریت صحیح تولید انسولین در پاسخ به یک رژیم سالم نقش دارند و اجزایی که در سوء مدیریت تولید انسولین درپاسخ به رژیم های ناسالم غذایی کنونی  یا شیوه ی زندگی مدرن  که منجر به بیماری می شود نقش دارند، بدست آوریم. همچنین ما  می خواهیم راههایی برای هدف قرار دادن این اجزاء برای ابداع روشهای جدید درمان بیابیم. بودجه ی این تحقیقات توسط انستیتو ملی سلامت (NIH)تأمین گردید.

منبع: www.newswise.com