Vědci zjistili, že mitochondrie u pacientů s diabetem 2. typu jsou ucpané defektními proteiny

Nemoci stárnutí jsou spojeny s poruchami syntézy a skládání bílkovin, včetně rakoviny, kardiovaskulárních onemocnění a diabetu 2. typu.

Předchozí studie ukázaly, že u pacientů s diabetem 2. typu dochází k nesprávnému skládání proteinů v β buňkách produkujících inzulín, které se nacházejí v ostrůvcích slinivky břišní. Předpokládalo se, že výsledný stres je primárně lokalizován v endoplazmatickém retikulu, organele zodpovědné za produkci a distribuci proteinů v buňce. Tento stres nakonec vede k buněčné smrti.

V nové studii publikované v časopise Nature Metabolism vědci z Michiganské univerzity zjistili, že mitochondrie také hromadí špatně složené proteiny, což vede k úmrtí β-buněk. Zvrácení tohoto procesu by mohlo pomoci s léčbou diabetu 2. typu.

Dříve bylo známo, že dva proteiny, inzulin a amylin, se u pacientů s diabetem 2. typu často špatně skládají. Oba jsou produkovány β buňkami:

• Inzulin snižuje hladinu glukózy v krvi tím, že pomáhá buňkám vstřebávat cukr.
• Amylin podporuje pocit sytosti po jídle.

Amylin může tvořit amyloidní agregáty v β-buňkách diabetiků, podobné amyloidním plakům pozorovaným v mozku u Alzheimerovy choroby.

„Tyto dva proteiny byly dlouho jedinou věcí, která byla studována v buňkách ostrůvků u lidí s diabetem,“ řekl Dr. Scott Suleimanpour, profesor výzkumu diabetu a ředitel Michiganského centra pro výzkum diabetu.
„Chtěli jsme k této otázce přistupovat bez zaujatosti a identifikovat všechny špatně složené proteiny v těchto buňkách.“

Sekvenováním genů a proteinů ve zdravých a diabetických β-buňkách vědci zjistili, že obranné systémy zodpovědné za odstraňování chybně složených mitochondriálních proteinů nejsou u diabetu 2. typu aktivovány.

Zejména bylo zjištěno, že hladiny proteinu LONP1, který je zodpovědný za odstraňování poškozených nebo špatně složených proteinů, jsou v buňkách od dárců s diabetem sníženy.

„Zatímco LONP1 byl dříve spojován se vzácnými mitochondriálními onemocněními, toto je první studie, která prokázala jeho roli u diabetu 2. typu,“ řekl Suleimanpour.

Aby vědci potvrdili své závěry, porovnali myši s aktivním systémem LONP1 a bez něj. Myši bez LONP1 měly vyšší hladiny glukózy a méně β buněk. Tyto defekty byly zvráceny opětovným zavedením LONP1, což naznačuje, že cílení na tento systém by mohlo být novou terapeutickou možností.

„Je zřejmé, že lidé s diabetem 2. typu mají problémy s odstraňováním špatně složených proteinů,“ dodal Suleimanpour.
„Dalším krokem je najít léky, které mohou pomoci tyto proteiny správně složit nebo odstranit.“

Skupina se také zajímá o studium časového průběhu diabetu 2. typu. Vzhledem k tomu, že se onemocnění často rozvíjí u dospělých, vědci spekulují, že se mohou v průběhu času hromadit špatně složené proteiny a nakonec zahltit β buňky, což vede k onemocnění. Včasný zásah proto může být klíčový.