W ostatnich latach rosnąca liczba badań koncentruje się na cukrzycy związanej z mukowiscydozą (CFRD), jako jednym z poważnych powikłań tej choroby. Naukowcy z University of Washington oraz Veterans Affairs Puget Sound Health Care System w Seattle, we współpracy z Network for Pancreatic Organ Donors with Diabetes (nPOD), przeprowadzili kompleksowe badania nad mechanizmami molekularnymi CFRD, których wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Scientific Reports.
Cukrzyca związana z mukowiscydozą: tło problemu
Mukowiscydoza (CF) jest genetyczną chorobą wielonarządową, charakteryzującą się m.in. poważnymi zaburzeniami w funkcjonowaniu trzustki. Cukrzyca związana z mukowiscydozą (CFRD) dotyka około 20% nastolatków i 40–50% dorosłych z CF, co znacznie pogarsza rokowania pacjentów. Pomimo poprawy funkcji oddechowych i żywieniowych dzięki nowoczesnym terapiom modulującym białko CFTR, CFRD pozostaje wyzwaniem terapeutycznym, a śmiertelność w tej grupie pacjentów wciąż jest wysoka.
Głównym celem badania była analiza ekspresji receptora GLP-1 (GLP-1R) w wyspach trzustkowych pacjentów z CFRD. GLP-1 jest hormonem inkretynowym, który stymuluje wydzielanie insuliny, a jego receptor odgrywa kluczową rolę w tej regulacji. Naukowcy zastosowali zaawansowane techniki, takie jak immunohistochemia oraz przestrzenna transkryptomika, do analizy próbek trzustek pochodzących od zmarłych pacjentów z CFRD, osób z CF bez cukrzycy oraz zdrowych dawców.
Zmniejszona ekspresja GLP-1R: Badanie wykazało istotne zmniejszenie ilości białka GLP-1R w wyspach trzustkowych pacjentów z CFRD w porównaniu z grupą kontrolną. To może ograniczać zdolność GLP-1 do stymulacji wydzielania insuliny, mimo prawidłowego poziomu GLP-1 w komórkach alfa.
Dysregulacja szlaków molekularnych: Analiza transkryptomiczna ujawniła istotne zmiany w ekspresji genów specyficznych dla komórek alfa i beta wysp trzustkowych. W szczególności, w komórkach alfa odnotowano zwiększoną ekspresję genu PCSK1, który koduje enzym przekształcający proglukagon w GLP-1, co może wskazywać na próbę kompensacji defektu funkcji komórek beta.
Zmiany w homeostazie cholesterolu i odpowiedzi na stres ER: W komórkach alfa i beta zaobserwowano zaburzenia w szlakach związanych z metabolizmem cholesterolu oraz odpowiedzią na stres retikulum endoplazmatycznego, co może przyczyniać się do dalszej dysfunkcji komórek wysp trzustkowych.
Znaczenie kliniczne i przyszłe kierunki badań
Autorzy badania sugerują, że zmniejszona ekspresja GLP-1R może być kluczowym czynnikiem patofizjologicznym w CFRD i potencjalnym celem terapeutycznym. Strategie mające na celu przywrócenie ekspresji GLP-1R w komórkach beta mogą poprawić funkcję trzustki i kontrolę glikemii u pacjentów z CFRD. Jednocześnie konieczne są dalsze badania, aby lepiej zrozumieć mechanizmy molekularne prowadzące do tych zmian oraz ocenić skuteczność potencjalnych terapii opartych na GLP-1R.
Badanie przeprowadzone przez zespół z University of Washington dostarcza nowych danych na temat mechanizmów molekularnych CFRD, podkreślając znaczenie receptorów GLP-1 w regulacji wydzielania insuliny. Wyniki te mogą stanowić podstawę do opracowania nowych podejść terapeutycznych, które poprawią jakość życia pacjentów z mukowiscydozą i cukrzycą.
Źródło: Scientific Reports
DOI: doi.org/10.1038/s41598-024-76722-1
