Nasza równowaga glikemiczna opiera się na zdolności komórek beta trzustki do wykrywania glukozy i wydzielania insuliny w celu utrzymania poziomu cukru we krwi. Jeśli te komórki nie działają prawidłowo, równowaga zostaje zachwiana i rozwija się cukrzyca. Do tej pory społeczność naukowa zgadzała się, że komórki beta potrzebują innych produkujących hormony komórek trzustki, aby prawidłowo funkcjonować. Zespół z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) wykazał coś przeciwnego: u dorosłych myszy, których trzustka zawiera tylko komórki beta, regulacja glikemii i wrażliwość na insulinę są nawet lepsze niż u standardowych zwierząt. Wyniki te, które otwierają duże perspektywy kliniczne, można przeczytać w czasopiśmie Metabolizm natury.
W 2010 roku zespół kierowany przez Pedro Herrerę, profesora w Katedrze Genetyki i Rozwoju oraz w Centrum Diabetologii na Wydziale Lekarskim UNIGE, odkrył niezwykłą zdolność komórek trzustki do zmiany funkcji. Jeśli komórki beta obumrą przedwcześnie, komórki endokrynne, które normalnie odpowiadają za produkcję innych hormonów, takich jak glukagon lub somatostatyna, mogą zacząć produkować insulinę.
”Do tej pory uważano, że zróżnicowane dorosłe komórki organizmu nie mogą regenerować się i reorientować funkcjonalnie. Farmakologiczne wywoływanie tej plastyczności komórkowej mogłoby zatem stanowić podstawę zupełnie nowej terapii cukrzycy. Ale co się stanie, jeśli wszystkie komórki trzustki endokrynnej porzucą swoją pierwotną funkcję, aby zacząć produkować insulinę? To właśnie chcieliśmy odkryć w naszym nowym badaniu”, wyjaśnia Pedro Herrera.
Komórki nie-beta nie są niezbędne
Przyjęto, że komórki beta mogą funkcjonować prawidłowo tylko w obecności innych komórek produkujących hormony — komórek alfa, delta i gamma — zgrupowanych w wysepkach w trzustce. „Aby to zweryfikować, wyhodowaliśmy myszy, u których po osiągnięciu dorosłości wszystkie komórki nie-beta w trzustce mogą zostać selektywnie wyeliminowane, aby zaobserwować, w jaki sposób komórki beta radzą sobie z regulacją glikemii” — wyjaśnia Marta Perez Frances, badaczka w laboratorium Pedro Herrery i pierwsza autorka tej pracy. „Ku zaskoczeniu, nasze myszy nie tylko doskonale radziły sobie z efektywnym zarządzaniem poziomem cukru we krwi, ale były nawet zdrowsze niż myszy kontrolne!”
Nawet gdy karmiono je dietą wysokotłuszczową lub testowano pod kątem oporności na insulinę — jeden z głównych markerów cukrzycy — myszy te wykazywały zwiększoną wrażliwość na insulinę we wszystkich tkankach docelowych, a szczególnie w tkance tłuszczowej. Dlaczego? „Istnieje proces adaptacji, w którym organizm rekrutuje inne komórki hormonalne spoza trzustki, aby poradzić sobie z nagłym spadkiem glukagonu i innych hormonów trzustkowych”, zauważa Pedro Herrera. „Jednak to wyraźnie pokazuje, że komórki nie-beta wysp trzustkowych nie są niezbędne do utrzymania równowagi glikemicznej”. Te wyniki są zaskakujące i podważają panującą do tej pory koncepcję.
Nowe terapie
Naturalnie, około 2% komórek trzustki zmienia swoją funkcję w przypadku niedoboru insuliny. Wyzwaniem jest teraz zidentyfikowanie cząsteczki zdolnej do indukowania i wzmacniania tej konwersji. Inną strategią byłoby różnicowanie komórek macierzystych in vitro w celu wytworzenia nowych komórek beta przed przeszczepieniem ich pacjentom. „Nasze wyniki są dowodem na to, że strategie skupiające się na komórkach insuliny mogą się naprawdę opłacić”, zachwyca się Pedro Herrera. „Kolejny etap naszej pracy będzie zatem obejmował ustalenie profilu molekularnego i epigenetycznego komórek nie-beta od osób chorych na cukrzycę i niechorujących na cukrzycę w nadziei na zidentyfikowanie elementów, które mogłyby umożliwić indukowanie konwersji tych komórek w patologicznym kontekście cukrzycy”.
