چگونه عوامل اپی ژنتیکی خطر ابتلا به دیابت نوع 1 را تعدیل می کنند

18ژوئن 2021 - در دیابت نوع 1، سیستم ایمنی بدن به طور نامناسبی گروهی از سلولهای لوزالمعده را که به عنوان سلولهای بتا شناخته می شوند و هورمون انسولین را تولید می کنند، هدف قرار می دهد. هورمون انسولین نقش مهمی در تنظیم سطح گلوکز در جریان خون و متابولیسم کربوهیدرات ها، لیپیدها و پروتئین ها دارد. فقدان انسولین باعث ایجاد طیف وسیعی از مشکلات سلامتی در افراد مبتلا به دیابت نوع 1 می شود و بیماران برای زنده ماندن به تزریق انسولین وابسته می شوند. حتی با انسولین درمانی، افراد مبتلا به دیابت نوع 1 طول عمر کوتاهتری دارند و در معرض خطر بالایی از ابتلا به عوارض بی شمار هستند.

مطالعات قبلی عوامل خطر ژنتیکی بی شماری را برای دیابت نوع 1 شناسایی کرده است. یک یافته قابل توجه اهمیت منطقهHLA[1] ، است- بخشی از ژنوم انسان که حاوی چندین ژن است و تقریباً 40-50٪ از خطر ژنتیکی دیابت نوع 1 را توضیح می دهد.

با این حال، مطالعات انجام شده بر روی دوقلوهای یکسان، مواردی از ابتلای یکی از دوقلوها به دیابت نوع 1 را مشخص نمود. این موضوع نشان می دهد عوامل خطر ژنتیکی نمی توانند به طور کامل وقوع دیابت نوع 1 را توضیح دهند. این یافته با ارتباط شناخته شده برخی از عوامل محیطی با دیابت نوع 1، سازگار است.

به عنوان مثال، بیشتر مطالعات نشان داده اند که شیردهی و مصرف ویتامین D از دیابت نوع 1 محافظت می کند و شیر گاو و معرفی زودهنگام گلوتن خطر ابتلا به دیابت نوع 1 را افزایش می دهد. علاوه بر این، میکروب ها در روده ی انسان نقش مهمی در سلامت انسان و هضم غذا بعهده دارند و بیماران مبتلا به دیابت نوع 1 اغلب از تنوع میکروبیوتای روده برخوردار نیستند.

برای توضیح بیشتر عوامل خطر برای دیابت نوع 1، محققان پزشکی به حوزه ی اپی ژنتیک روی آورده اند، که مطالعه می کند چگونه عوامل محیطی و سبک زندگی می توانند بیان ژن ها را بدون تغییر در توالیDNA ، تحت تأثیر قرار دهند. در سال های اخیر، گروه های مختلف تحقیقاتی مطالعاتی را منتشر کرده اند که تأیید می کند تغییرات اپی ژنتیکی مرتبط با شرایط محیطی به پیشرفت دیابت نوع 1 کمک می کند.

در مقاله ی مروری که اخیراً در مجله پزشکی چین منتشر شده است، تیمی از محققان دانشگاه علم و صنعتHuazhong ، به سرپرستی دکتر Cong-Yi Wang و Fei Xiong به طور خلاصه تاثیر تعدیل عوامل اپی ژنتیک را بر خطرات دیابت نوع 1 بیان کردند. هدف آنها همچنین بحث در مورد پتانسیل این عوامل اپی ژنتیک به عنوان نشانگرهایی برای نظارت بر پیشرفت بیماری و به عنوان اهداف درمانی بود.

یک مکانیسم مهم اپی ژنتیک، متیلاسیون DNA است که به وجود برچسب های شیمیایی به نام گروه های متیل بر روی DNA اشاره دارد. الگوهای متیلاسیونDNA ، بر بیان و شدت بیان ژن تأثیر می گذارند. در مطالعات گذشته مکان های متیلاسیون زیادی شناسایی شده اند که خطر ابتلا به دیابت نوع 1 را تحت تأثیر قرار می دهند. برخی از این سایتهای متیلاسیون در مناطقی از HLA نهفته است، که بسیار مربوط به دیابت نوع 1 هستند. سایر سایت های متیلاسیون، ژن INS را تحت تأثیر قرار می دهند، که از نظر تأثیر بر خطر ابتلا به دیابت نوع 1، پس از منطقهHLA ، در مقام دوم قرار دارد.

مکانیسم دیگر اپی ژنتیک، اصلاح شیمیایی هیستون ها است- پروتئین هایی که رشته های DNA در اطراف آنها پیچ خورده اند. چندین مطالعه الگوی اصلاح غیرطبیعی هیستون را در بیماران مبتلا به دیابت نوع 1 گزارش کرده اند. این تغییرات ممکن است با تأثیر بر بیان ژن های مرتبط با التهاب و ایمنی، خطر ابتلا به دیابت نوع 1 را افزایش دهند. همچنین افزایش سطح گلوکز خون مرتبط با دیابت نوع 1 نیز می تواند باعث ایجاد الگوی غیرطبیعی اصلاح هیستون شود.

اثرات اپی ژنتیکی می توانند به صورتRNA های غیر رمزگذار(noncoding RNAs) بیان شوند- مولکول های  RNAیی که نقش عملکردی دیگری غیر از نقش استاندارد ارائه ی دستورالعمل های سنتز پروتئین دارند.RNA های غیر رمزگذار، کلاس متنوعی از مولکول های ژنتیکی هستند و می توانندDNA ، سایر رشته هایRNA و پروتئین ها را به هم متصل کنند. آنها با اقدامات مختلف خود می توانند بیان ژن های خاص را تقویت یا سرکوب کنند. مطالعات اخیر شواهدی از تاثیرRNA های غیر رمزگذار بر سیستم ایمنی بدن و ایجاد اختلال در عملکرد سلول های بتا را ارائه داده است، که می توانند منجر به دیابت نوع 1 شود.

دکتر وانگ توضیح می دهد: با توجه به ارتباط بین تغییرات اپی ژنتیکی و دیابت نوع 1، تغییرات اپی ژنتیکی مختلف می تواند به عنوان نشانه هایی برای پیشرفت بیماری و اثرات درمانی و یا حتی به عنوان اهدافی برای درمان های آینده باشند. به عنوان مثال،RNA های غیر رمزگذار را می توان به صورت غیرتهاجمی اندازه گیری کرد، در حالی که تغییر در سطح متیلاسیون DNA و الگوهای ژن های خاص می توانند نشان دهنده استعداد ژنتیکی یک فرد برای ابتلا به دیابت نوع 1 باشند. علاوه بر این، محققان به شواهد مطالعاتی اشاره کردند که نشان داده است داروهای تغییر دهنده ی متیلاسیون DNA می تواند به نفع بیماران مبتلا به دیابت نوع 1 باشد.

دکتر Xiong نتیجه گیری کرد: بر اساس اطلاعات موجود، روشن است که تغییرات اپی ژنتیکی ناشی از محیط، بر بیان ژن های مهم مربوط به شروع و پیشرفت خود ایمنی و تخریب سلول بتا تاثیر می گذارد،  بنابراین در ابتلا به دیابت نوع 1 نقش دارد. این اطلاعات برای محققان پزشکی که مایلند روشهای جدیدی را برای پیش بینی دیابت نوع 1، ارزیابی شدت و پیشرفت بیماری و ارائه گزینه های درمانی موثر به بیماران ارائه دهند، ارزشمند خواهد بود.

منبع:

https://www.news-medical.net/news/20210618/Study-shows-how-epigenetic-factors-modulate-the-risk-of-type-1-diabetes.aspx