کشفی در موش ها که می تواند مشکل افزایش تولید انسولین را برطرف کند

20 مه 2019 - زمانیکه فردی به دیابت مبتلا می شود - در هر یک از اشکال آن – کارخانه ی تولید انسولین در بدن او متوقف می شود و یا حداقل به کندی به تولید انسولین می پردازد. در افراد چاق، منابع انسولین اغلب برای پاسخ به تقاضای موجود کافی نیستند، به خصوص اگر فرد از یک رژیم معمولی غربی استفاده کند.

اما کشف جدیدی که عمدتا در موش ها صورت گرفته است، می تواند گزینه های جدیدی را برای باز گشایی این کارخانه ی تولید انسولین در بدن فراهم کند. این کشف می تواند مسیرهای جدیدی را برای افزایش عرضه ی انسولین پیشنهاد دهد تا متابولیسم را در افراد مبتلا به دیابت نوع 1 و 2 و چاقی دوباره به حالت عادی بازگرداند.

کشف این روش جدید برای ساخت تعداد بیشتری سلولهای بتای تولید کننده ی انسولین در پانکراس موش، توسط محققان دانشگاه میشیگان و همکارانشان در مقاله ی منتشر شده در Nature Immunology توصیف شده است، همچنین یک تصویر از این مقاله بر روی جلد این نشریه منتشر گردید.

تقویت سلول های بتا

بسیاری از تیم های تحقیقاتی تلاش کرده اند تا راه هایی برای تحریک تکثیر سلول های بتا، عمدتا با افزایش سیگنال های سلولی مثبت بیابند. اما محققان در این پژوهش جدید با کنار زدن یک جفت سیگنال منفی که به عنوان موانعی برای تقسیم و رشد سلول بتا عمل می کنند، به شیوه ای متفاوت این کار را انجام دادند.

نتیجه ی این کار تقسیم سریع سلولهای بتا، و افزایش حجم ساختارهای جزایر لانگرهانس در داخل لوزالمعده و در نتیجه ساخت انسولین کافی برای رسیدگی به رژیم غذایی پر چربی بود که موشها را با آن تغذیه می کردند. در واقع، این رویکرد تنها زمانی کار می کرد که موش ها با رژیم غذایی پرچرب و غربی تغذیه می شدند.

این تحقیق بر روی یک جفت گیرنده یTLR2 وTLR4 متمرکز بود. به طور معمول، این گیرنده ها به سلول های بدن کمک می کنند تا سیگنال های مربوط به حضور یک مهاجم خارجی را دریافت کرده و شروع به اعلام هشدار برای تقویت سیستم ایمنی برای مبارزه با عفونت کنند.

اما زمانی که پرفسور Ling Qi و همکارانش در دانشگاه کورنل و دانشکده پزشکی U-M، بر روی موشهای دستکاری شده که سلولهایشان فاقدTLR2 و TLR4 بودند، کار می کردند، با موضوع حیرت آوری مواجه شدند. هنگامی که این موشها با یک رژیم غذایی پر چرب(60 درصد کالری از چربی) تغذیه می شدند، جزایر پانکراس آنها متورم شد بطوریکه با چشم غیر مسلح قابل مشاهده بودند.

پرفسور Qi، استاد فیزیولوژی مولکولی و پزشکی داخلی در U-M و نویسنده ارشد این مقاله می گوید: پس از این مشاهدات اولیه، ما با انجام آزمایشات بعدی دریافتیم که این دو عامل با هم همکاری می کنند تا از تکثیر سلولهای بتا جلوگیری کنند. اما اگر هر دوTRL2 وTRL4 را از سلولها خارج کنیم، سلولهای بتا دیوانه وار تکثیر می شوند.

کشف غیر منتظره

پرفسور Qi و همکارانش در ابتدا نقشTRL2 وTRL4 را در التهاب بافت چربی در حیوانات چاق، بمنظور بررسی این ایده که سیستم ایمنی در این فرآیند نقش دارد، بررسی می کردند. اما هنگامی که آنها موش های چاق را مجبور به خوردن یک رژیم غذایی با چربی بالا کردند، متوجه شدند که جزایر لانگرهانس این حیوانات بمیزان زیادی رشد می کنند. این کشف اتفاقی باعث شد که آنها به بررسی آنچه در جریان بود و عوامل درون سلول های بتا که بر تکثیر این سلولها تاثیر گذاشته است، بپردازند.

آنها کشف کردند که عاملی که چرخه تقسیم سلول و رشد آن را تنظیم می کند، نمی تواند وارد هسته ی سلول های موش شود، مگر آنکه موش ها هر دویTLR2 وTLR4 را از دست بدهند و با یک رژیم غذایی با چربی بالا تغذیه شوند.به عبارت دیگر، TLR2  وTLR4 سیگنالهای لازم برای تحریک سلولهای بتا به تولید تعداد بیشتری از خود را مسدود می کنند.

محققان همچنین چندین آزمایش انجام دادند تا نقش فاکتورهای موجود در خون و یا فاکتورهایی که از سلول های دیگر مانند کبد یا اعصاب خارج می شوند و باعث تحریک تکثیر سلول های بتا می شوند را رد کنند. تنها چیزی که باقی مانده بود، نقش جفت مولکول هایTLR بود که فقدان هر دوی آنها در جزایر منجر به تکثیر سلول های بتا می شد.موش های فاقدTRL2 وTRL4 ، سلول های جدید بتا خود را حفظ می کردند و حتی قند خون خود را علیرغم تغذیه با یک رژیم غذایی پر چرب که می تواند متابولیسم طبیعی بدن را مختل کند، تنظیم می نمودند.

یک مسیر جدید برای تحقیق

پرفسور Qiمی گوید نقش کلیدی ترکیب  TRL2،TRL4 و رژیم غذایی در تنظیم تکثیر سلول های بتا، راه های جدیدی را برای درمان دیابت و چاقی گشوده است. این تیم از سلول های بتای انسان که از طرف دانشگاه پنسیلوانیا در اختیار آنها قرار گرفت، برای تایید این یافته ها استفاده نمود.

پرفسور Qiخاطرنشان کرد که ابتدا مهم است که از نقش رژیم غذایی پرچرب در رابطه باTRL2 وTRL4  مطلع شویم، که ما و همکارانمان در حال حاضر بر روی آن کار می کنیم. چیزی در رابطه با چاقی ناشی از رژیم پر چرب وجود دارد که نقش مهمی در این فرآیند بازی می کند، اما ما هنوز در مورد آن چیزی نمی دانیم. تحقیقات نشان است که در افراد چاق مبتلا به دیابت نوع 2 ، سلولهای بتا جدید برای مدتی تولید می شوند، اما بعد از آن تولید آنها متوقف می شود.

محققان همچنین در تلاشند تا سلول های بتا و جزایر لانگرهانس انسانی بیشتری را برای مطالعه ی این موضوع بدست آورند تا در مورد مطابقت این یافته ها با آنچه در سلول های انسان اتفاق می افتد، اطمینان حاصل کنند.

اما پرفسور Qiیادآوری می کند این کشف جدید اهمیت عوامل منفی را که باعث مهار تکثیر سلول های بتا می شوند، مشخص نمود و این بدین معنا است که تلاش برای رشد سلول های بتا فقط با تقویت عوامل مثبت احتمالا کار نخواهد کرد.درمان های مبتنی بر ترکیبی از داروها برای تقویت عوامل مثبت و حذف عوامل منفی احتمالا بهترین نتیجه را خواهد داشت.

او می گوید: در حالی که داروهایی وجود دارد که می توانند TLR2و TLR4را مسدود کنند، نمی توان از این داروها بصورتی استفاده نمود که در تمام بخش های بدن پخش شوند، زیرا سیستم ایمنی را غیرفعال می کنند. در این مطالعه موش ها در یک مرکز عاری از پاتوژن در U-M زندگی می کردند، بنابراین استفاده ی سیستمیک از این داروها برای آنها مشکلی ایجاد نمی کرد. اما غیرفعال نمودن TLR2و TLR4 باید تنها در جزایر لانگرهانس انسان انجام شود.

این کشف جدید همچنین ممکن است برای بهبود نتایج پیوند جزایر که به عنوان یک درمان آزمایشی امیدوارکننده برای دیابت نوع 1 در حال بررسی است، مفید باشد. پرفسور Qiو تیمش اثرات ویرایش ژن های سلول های بتا را در جزایر، قبل از پیوند آنها به موش مطالعه خواهند کرد.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2019-05-discovery-mice-roadblock-insulin-production.html