2 نوامبر 2022- دیابت که میلیون ها نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می دهد، زمانی ایجاد می شود که بدن مقادیر کافی از هورمون انسولین - هورمونی که قند خون سالم را حفظ می کند - تولید نکند یا نتواند به طور موثر از انسولین تولید شده، استفاده کند. وقتی تعداد سلول‌های بتا خیلی کاهش می یابد یا به درستی کار نمی‌کنند، انسولین کافی ترشح نمی‌شود. سلول های بتا برای ترشح انسولین به طور هماهنگی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند.

اکنون یک تیم بین‌المللی از دانشمندان از مؤسسه زیست‌شناسی سلولی مولکولی و ژنتیک ماکس پلانک(MPI-CBG)  در درسدن، آلمان، مؤسسه پل لانگرهانس درسدن(PLID) ، دانشگاه‌ اولو در فنلاند و دانشگاه کپنهاگ در دانمارک، نشان دادند که ژن Wnt4 در سلول‌های بتا آنها را قادر می‌سازد تا گلوکز را حس کرده و هورمون انسولین را ترشح کنند. سپس انسولین سلول‌های دیگر بدن را قادر به ذخیره گلوکز می‌کند. این بینش می تواند به ایجاد سلول های بتای جایگزین برای درمان دیابت در آینده کمک کند.

در بدو تولد، کودک شروع به خوردن غذا می کند و آن را به انرژی تبدیل می کند. بسیاری از مواد مغذی می توانند به قند (گلوکز) تبدیل شده و در جریان خون آزاد شوند. سطوح بالاتر قند خون به سلول‌های بتا در لوزالمعده سیگنال می‌دهد تا انسولین را ترشح کنند، که به قند خون اجازه می‌دهد تا به عنوان انرژی وارد سلولها شود و مورد استفاده قرار گیرد یا ذخیره شود. با این حال، در مراحل مختلف زندگی، سلول های بتا حساس به غذا، باید با غذاها و نیازهای مختلف سازگار شوند.

در مطالعه اخیر که در مجله ی Nature Communications، منتشر شده است، دکتر Anne Grapin-Botton، مدیر MPI-CBG،و تیمش در درسدن و مرکز زیست شناسی سلول های بنیادی نوو نوردیسک در کپنهاگ، دانمارک، همراه با محققان دانشکده پزشکی کارل گوستاو کاروس از دانشگاه فنی درسدن، دریافتند که ژن  Wnt4 در سلول‌های بتای حساس به مواد غذایی فعال می‌شود، زیرا این سلولها در اوایل زندگی پس از زایمان بالغ می‌شوند.

این تحقیقات چگونه آغاز شد

کشف نقش Wnt4 در توسعه ی لوزالمعده در دهه 1990 در دانشگاه هاروارد آغاز شد، زمانی که دکتر گراپین-باتن، با پرفسور سپپو واینیو، که اکنون رهبر واحد تحقیقاتی در دانشگاه Oulu است، کار می کرد.  پرفسور سپپو واینیو گفت: به یاد دارم که وقتی بر روی Wnt4 در توسعه کلیه کار می‌کردیم، حدس می‌زدیم که این سیگنال در رشد پانکراس نیز نقش داشته باشد.

اما محققان در آن زمان فاقد ابزار مناسب بودند. بیش از 20 سال بعد، کییچی کاتسوموتو، محقق فوق دکتری در آزمایشگاه پرفسور گراپین-باتن، مشتاق یافتن عملکرد ژن Wnt4 در رشد پانکراس بود. در همین حال، آزمایشگاه پرفسور واینیومدل‌های موش‌های خود را بیشتر توسعه داده بود. پرفسور واینیو گفت: با همه این ابزارها، ما می‌توانیم عملکرد Wnt4 را در توسعه و فیزیولوژی پانکراس با آزمایشگاه تحقیقاتی پرفسور گراپین-باتن مورد هدف قرار دهیم.

ارتباط هیجان انگیز بین سلول های بتا

کیچی کاتسوموتو توضیح داد: ما دریافتیم که ژن Wnt4 در سلول‌های بتا در طول بلوغ سلول بیان می‌شود. تکثیر سلول‌هایی که شروع به بیان Wnt4 می‌کنند، متوقف می‌شود و عملکرد بیشتری پیدا می‌کنند. ما دیدیم که با بیان کمتر Wnt4، سلول بتا انسولین کمتری ترشح می‌کند. ما دریافتیم که با وجود اینکه سلول های بتا قادر به تشخیص قند در خون هستند، انسولین کمتری در پاسخ به گلوکز ترشح می کنند.

پرفسور گراپین-باتن گفت: وقتی دیدیم موش‌های بدون ژن Wnt4 در حال ابتلا به دیابت هستند، می‌دانستیم که چیز مهمی پیدا کرده‌ایم، اما متوجه نشدیم که چگونه عمل می‌کند. ما از نتایج تحقیق بر روی Wnt4 در سایر اندام‌ها، به‌ویژه تحقیقات همکارمان پرفسور واینیو و همکارانش متوجه شدیم که این ژن سیگنالی است که سلول‌ها به سایر سلولها ارسال می‌کنند. یافتن پل ارتباطی بین سلول‌های بتا در پانکراس، شباهت این مسیر ارتباطی در چندین گونه جانوری(مسیر حفاظت شده)، مکانیسم‌هایی که توسط آن عمل می‌کند، به ویژه تغییرات متابولیکی عمیقی که در سلول‌های بتا ایجاد می‌کند، هیجان‌انگیز بود. با این حال، ما هنوز نمی‌دانیم که سلول‌های بتا، Wnt4 را به طور مداوم یا تحت شرایط خاصی آزاد می‌کنند؟ و این چیزی است که می‌خواهیم در آینده بررسی کنیم.

کاتسوموتو گفت: نتایج تحقیقات ما همچنین نشان داد که افزایش Wnt4 در مدت کوتاهی پس از تولد، سلول های بتا را قادر می سازد که بالغ شوند. گام بعدی ما این است که درک کنیم که چرا Wnt4 با بالغ شدن سلول ها بیان می شود. این نتایج می تواند از توسعه سلول های بتای جایگزین برای درمان دیابت با افزودن Wnt4برای کمک به بلوغ سلولها، حمایت کند.

منبع:

https://www.sciencedaily.com/releases/2022/11/221102110517.htm