Проучването на проинсулин се разследва за по-добро разбиране на диабета

Според Световната здравна организация в света 422 милиона възрастни имат диабет. Всъщност броят на възрастните с болестта продължава да расте всяка година.

проучването

За да помогнат на нарастващата популация от пациенти, изследователи от Университета в Мичиган копаят до молекулярно ниво. Там те се опитват да определят какво прави клетките в диабетичния панкреас по-малко ефективни при генерирането на инсулинови молекули.

Диабет тип 2 се появява, когато панкреасът не произвежда достатъчно инсулин, за да поддържа нивата на кръвната захар под контрол.

„В продължение на десет години установихме, че когато се произвежда инсулин в бета клетките на панкреаса, определена подфракция от новосинтезирани молекули инсулин, наречена проинсулин, не може да се сгъне правилно.

"Този проблем е известен като неправилно нагъване на проинсулин и няколко различни изследователски групи по света са изложили подобни наблюдения.".

"Открихме също така, че има случаи, при които животните произвеждат деформирани проинсулинови молекули, които достигат 30% от общия проинсулин, което е достатъчно за тези животни да развият диабет с отказ на бета-клетки на панкреаса".

В момента екип от четирима преподаватели на UM тества деформиран проинсулин.

„При раждането получаваме две копия на гена, който кодира проинсулин, едно от майката и едно от бащата“, казва Били Цай, съследник и професор по биология на клетките и развитието в UM.

„Съществува специален тип ген за диабет, наречен Ins-mutant генетичен младежки ген, индуциран от диабет (MIDY), при който пациентите с диабет имат мутация в едно от копията, поради което половината от целия му проинсулин може да бъде неправилно сгънат“.

Цай обяснява, че в панкреатичната бета-клетка проинсулинът първо се насочва или доставя към отделението на ендоплазмения ретикулум (ER), за да се инициира процесът на производство на инсулин.

Когато се правят протеини в спешното отделение, ако нещата вървят добре, те приемат сгънатата си триизмерна форма, която е необходима, за да функционира правилно.

Ако те не придобият и запазят правилната форма, тогава клетката ги разпознава като дефектни протеинови молекули и работи за тяхното унищожаване, така че те не предизвикват хаос вътре в клетката.

„При MIDY заболяване наличието на мутирал ген, произвеждащ проинсулин, е лоша новина“, казва Цай.

„Клетката трябва да намери начин да разпознае лошите протеинови молекули, които идват от мутантния ген, и да ги унищожи. И ако не, се оказва, че деформираният проинсулин може да има доминиращ интерфериращ ефект върху преходната нормалност на проинсулиновите молекули, получени от друг добър ген. ".

Добавя, че нормалният проинсулин обикновено се превръща в инсулин и помага за понижаване на кръвната захар.

Но когато деформираният проинсулин се свързва физически с нормален преходен проинсулин, способността на бета клетките да превръщат проинсулина в нормален инсулин се блокира.

Лиу и Цай обединяват усилията си в проучването на UM заедно с колегите си, професор Питър Арван, професор и ръководител на отдела по метаболизъм, ендокринология и диабет, и Линг Ци, професор по интегративна и молекулярна физиология.

Екипът обяснява, че клетките на панкреаса имат начин да отстранят проблемите с неправилно сгънатите протеини.

Основният начин е чрез разпознаване на увредените протеини и изхвърлянето им от ER към протеазомата на клетката, което е важно елиминиране на клетъчните отломки, което носи отговорността да реже специфични протеини за унищожаване. Този процес се нарича свързана деградация на ендоплазмен ретикулум (ERAD).

Идеята е, че ако неправилно сгънатият проинсулин се прекъсне и разгради, тогава останалият нормален проинсулин може да се придвижи през бета-клетката и успешно да се превърне в биологично активен инсулин, за да понижи кръвната захар.

Сега екипът изследва дали има начин да стимулира пътя на разграждане, за да се отърве от повече от мутантния протеин.

"Ние вярваме, че можем да коригираме това диабетно заболяване, като манипулираме пътя на ERAD, за да можем да възстановим нормалната секреция на инсулин", казва Цай.

„Опитваме се да покажем принципно доказателство, че ако можем да манипулираме клетките, за да имаме по-голяма способност да разграждат деформиран проинсулин, можем да увеличим количеството нормален инсулин, който може да бъде произведен и секретиран, надеждата е, че това ще помогне тогава в разработването на лекарства, които стимулират ERAD да генерира същия полезен ефект ".

Екипът обяснява, че този тип изследвания не са докладвани преди в областта на диабета.

"Има обширни проучвания върху протеини, подложени на ERAD," казва Ци. „Изследователите знаят, че неправилното образуване на протеини е важно за някои заболявания, но сега ще се съсредоточим върху диабета.“

Арван се съгласява, „За да разберем неправилно нагънати протеинови заболявания, трябва да знаем повече за сгъването на протеини. Това е вълнуваща стъпка в областта на изследванията на диабета.

Екипът от изследователи току-що получи грант от няколко от Националните здравни институти в продължение на четири години, така че се очаква нови и важни отговори.