10 نوامبر 2023- مطالعه ی جدید دانشگاه ویسکانسین-مدیسون نشان داد که حذف ژنی که استرس را در سلول های بتای تولید کننده انسولین مدیریت می کند، توجه مفیدی را از سیستم ایمنی به خود جلب می کند و از ابتلای موش های مستعد دیابت نوع 1 به این بیماری جلوگیری می کند.
این مطالعه همچنین نشان داد که تغییرات کشف شده در سلول‌های بتای اصلاح‌شده موش در سلول‌های بتای انسانی نیز وجود دارد، بدین ترتیب می‌توان از مرگ گسترده سلول‌های بتا که مشخصه دیابت نوع 1 است، جلوگیری کرد.
یافته های آنها که در مجله Cell Metabolism منتشر شده است، ممکن است به یک درمان جدید بالقوه منجر شود که می تواند در اوایل ابتلا به دیابت تجویز گردد. دیابت نوع 1 بیش از 20 میلیون نفر را در سراسر جهان مبتلا کرده است که منجر به گلوکوم، آسیب عصبی، فشار خون بالا و سکته می شود. در ایالات متحده، این بیماری امید به زندگی را بیش از یک دهه کاهش داده است.
دکتر فیزا انگین، استاد شیمی زیست مولکولی UW-Madison و نویسنده ارشد این مطالعه ی جدید، گفت: زمانی که ما غذا می‌خوریم، سلول‌های بتای ما در هر دقیقه حدود 1 میلیون مولکول انسولین تولید می‌کنند تا به حفظ سطح طبیعی گلوکز خون کمک کنند. این یک کار بزرگ و استرس زا است، به خصوص برای یک جزء سلولی به نام شبکه آندوپلاسمی در سلول های بتا.
شبکه آندوپلاسمی مانند کارکنان انبار یک سلول عمل می کند. مولکول های پروتئین انسولین را که سلول بتا تولید می کند به شکل خاصی تا می زند و آنها را برای ارسال به سایر قسمت های بدن، بسته بندی می نماید. اگر مشکلی در فرآیند تاشدگی این پروتئین رخ دهد، فرآیند حمل و نقل دچار اختلال می شود یا حتی متوقف می شود و شبکه آندوپلاسمی را تحت فشار قرار می دهد. یک ژن پاسخ دهنده به استرس به نامAtf6 زمانی که سلول در حال مبارزه با پروتئین های باز شده(unfolded) است، تقویت می شود. اما اگر Atf6 نتواند مشکل تا شدگی صحیح پروتئین انسولین را حل کند، استرس طولانی در نهایت سلول را از بین می برد.
محققان آزمایشگاهدکتر انگین،نوعی از موش‌های مستعد دیابت را که ژن Atf6 در سلول‌های بتای آنها خاموش شده بود، پرورش دادند. این موشها به جای رسیدن به سرنوشت معمول خود(ابتلا به دیابت)، از دیابت محافظت شدند. تجزیه و تحلیل ژن‌های بیان‌شده توسط سلول‌های بتا در این موشها نشان داد که سلول‌های بتای آنها خیلی زودتر از موعد مقرر وارد حالتی به نام پیری شده‌اند.
پیری دوره ای از چرخه ی زندگی سلول است که در آن تقسیم متوقف می شود و سایر فعالیت های سلولی عادی متوقف می شود. سلول‌های پیر می‌توانند با آزاد کردن مولکول‌های پیام‌رسان التهابی که پاسخ سیستم ایمنی را تحریک می‌کنند، برای سلول‌های همسایه مشکلاتی ایجاد کنند.
دکتر انگین گفت: ما ژن Atf6 را در سلول‌های بتای لوزالمعده مدل موش دیابتی نوع 1 حذف کردیم و پس از آن مشاهده کردیم که این موشها دیابتی نشدند. به نظر می‌رسد این سلولها به‌جای از بین رفتن، به‌طور غیرمنتظره‌ای وارد وضعیت پیری زودرس می‌شوند که پاسخ ایمنی مفیدی را آغاز می‌کند و به سلولها کمک می‌کند از حمله خودایمنی جان سالم به در ببرند.
.jpg)
آسیب به DNA، استرس و پیری می‌تواند باعث پیری شود، که می‌تواند پاسخ سیستم ایمنی را ایجاد کند که سلول‌های پیر را پاکسازی می‌کند. اگر سیستم ایمنی نتواند این سلول ها را پاک کند، این سلولها تجمع یافته و باعث التهاب و بیماری مزمن می شوند.
دکتر انگین گفت: سلول‌های بتای بدون Atf6 پیری گذرایی را نشان داده و شروع به آزادسازی یک گروه از پروتئین‌ها، از جمله فاکتور مهارکننده لوسمی یا LIF کردند که سلول‌های ایمنی محافظ به نام ماکروفاژM2 را به خدمت می‌گیرد.
ماکروفاژها، نوعی از گلبول های سفید خون هستند که چیزهایی مانند پاتوژن ها، اجسام خارجی که به بدن تعلق ندارند و سلول های مرده را می خورند. به نظر می‌رسد در لوزالمعده موش‌هایی که ژن Atf6در آنها خاموش شده بود، ماکروفاژهای M2 در اطراف سلول‌های بتای تغییر یافته، کار می کنند و التهاب را تسکین می‌دهند و به کاهش تجمع سایر سلول‌های پیر مضر کمک می‌کنند. این کار منجر به بافت سالم‌تر و بهبود سلامت و عملکرد سلول‌های بتا شده و از دیابت نوع 1 جلوگیری می کند.
دکتر انگین گفت: هیجان‌انگیزتر این است که به نظر می‌رسد نتایج مطالعه جدید بر روی موشها بسیار مشابه با سلول‌های انسانی است.
دکتر انگین گفت: با آزمایش خون، پزشکان می توانند افرادی را که در معرض خطر ابتلا به دیابت نوع 1 هستند، ماه ها قبل از مرگ سلول های بتاشان شناسایی کنند.این ممکن است یک بازه زمانی عالی برای درمان مبتنی بر مهار داروییAtf6 یا القایLIF و سایر پروتئین های ترشح شده باشد. اگر ما بتوانیم به موقع عمل کنیم و از این سلول ها با پیری گذرا محافظت کنیم، ممکن است بتوانیم از شروع دیابت جلوگیری کنیم.
در حالی که تقریباً تمام سلول‌های بتا در دیابت از بین می‌روند، تعداد کمی از آنها – به حدی کم که برای تامین انسولین مؤثر نیستند - زنده می‌مانند. آزمایشگاه دکتر انگین با همکاری محققان دانشگاه کیس وسترن رزرو، دانشگاه لیبر د بروکسل و دانشگاه مانیتوبا، برای اینکه ببینند آیا یافته‌های آنها در موش ها می‌تواند در انسان قابل اجرا باشد، نمونه‌های سلول بتا را که از بیماران دیابتی گرفته شده بود، مورد مطالعه قرار دادند.
دکتر انگین گفت: در سلول‌های بتای زنده‌مانده، ما کاهش فعالیت Atf6 و الگوی بیان ژن زودرس را یافتیم، که نشان می‌دهد همین فرآیندی که موش‌های ما را از ابتلا به دیابت باز می‌دارد، ممکن است برای محافظت از این سلول‌های بتای باقیمانده در انسان موثر باشد.
محققان امیدوارند با بررسی بیشتر در مورد نقش و مزایای بالقوه ی پیری در دیابت نوع 1 و سایر بیماری‌ها، این یافته‌ها را عمیق تر بررسی کنند.
منبع:
https://medicalxpress.com/news/2023-11-relieving-stress-insulin-producing-cells-diabetes.html