Согласно новому исследованию, бета-клетки поджелудочной железы не нуждаются в помощи других клеток поджелудочной железы для выработки инсулина. Результаты не только потенциально меняют правила игры для диабетиков, но и бросают вызов давнему предположению о том, как организм вырабатывает инсулин.
Здоровые бета-клетки в островках поджелудочной железы вырабатывают инсулин в ответ на повышение уровня глюкозы в крови после еды. Однако, если бета-клетки не функционируют должным образом или были разрушены, вырабатывая мало или вообще не вырабатывая инсулин, развивается диабет.
Всегда считалось, что бета-клетки не действуют в одиночку, что они действуют вместе с другими гормон-продуцирующими панкреатическими клетками — альфа-, дельта- и гамма-клетками — для поддержания уровня глюкозы в крови. Однако новое исследование исследователей из Женевского университета (UNIGE) в Швейцарии поставило под сомнение преобладающее мнение.
«До сих пор считалось, что дифференцированные взрослые клетки организма не могут регенерировать и переориентироваться функционально», — сказал Педро Эррера, профессор кафедры генетической медицины и развития в UNIGE и соавтор исследования. «Фармакологический запуск этой клеточной пластичности может, таким образом, стать основой совершенно новой терапии диабета. Но что произойдет, если все клетки эндокринной поджелудочной железы откажутся от своей первоначальной функции, чтобы начать вырабатывать инсулин? Это то, что мы хотели выяснить в нашем новом исследовании».
В 2010 году Эррера и его исследователи обнаружили, что если бета-клетки умирают преждевременно, то клетки поджелудочной железы, ответственные за выработку других гормонов, таких как глюкагон, который противодействует эффекту инсулина, повышая уровень глюкозы в крови и вырабатывается альфа-клетками, или соматостатин, вырабатываемый дельта-клетками и являющийся мощным ингибитором секреции инсулина, могут начать вырабатывать инсулин. В текущем исследовании они рассмотрели, необходимы ли вообще не-бета-клетки для выработки инсулина.
Схема поджелудочной железы, показывающая различные типы островковых клеток и гормоны, которые они вырабатываютDepositphotos
«Чтобы это проверить, мы создали мышей, у которых, когда они достигают зрелого возраста, все не-бета-клетки в поджелудочной железе могут быть выборочно устранены, чтобы наблюдать, как бета-клетки справляются с регулированием гликемии [уровня глюкозы в крови]», — сказала Марта Перес Фрэнсис, научный сотрудник лаборатории Эрреры и ведущий автор исследования. «Удивительно, но наши мыши не только были способны эффективно контролировать уровень сахара в крови, но и были даже здоровее контрольных мышей!»
Они обнаружили, что почти полная потеря не-бета-клеток не повлияла на пищевое поведение мышей, массу тела или контроль уровня глюкозы в крови, даже когда они питались пищей с высоким содержанием жиров. Фактически, когда они исследовали срезы поджелудочной железы и изолированные кластеры клеток, состоящие исключительно из бета-клеток, исследователи обнаружили, что они демонстрировали динамику секреции инсулина, похожую на динамику обычных панкреатических островков, которые содержат альфа-, бета-, дельта- и гамма-клетки.
Мыши, у которых были только бета-клетки, показали последовательное улучшение чувствительности к инсулину и толерантности к глюкозе, отсутствующее у людей-диабетиков, во всех целевых тканях, особенно в жировой или адипозной ткани.
«Существует процесс адаптации, в ходе которого организм привлекает другие гормональные клетки извне поджелудочной железы, чтобы справиться с внезапным снижением уровня глюкагона и других гормонов поджелудочной железы», — сказал Эррера. «Но это ясно показывает, что не-бета-клетки островков поджелудочной железы не являются необходимыми для поддержания гликемического баланса».
Хотя это еще рано, результаты исследования могут стать переломным моментом для диабетиков. Например, может оказаться возможным производить новые бета-клетки из стволовых клеток перед их пересадкой пациентам.
«Наши результаты доказывают, что стратегии, ориентированные на инсулиновые клетки, могут действительно окупиться», — сказал Эррера. «Следующий этап нашей работы будет включать установление молекулярного и эпигенетического профиля не-бета-клеток у людей с диабетом и без него в надежде выявить элементы, которые могли бы позволить вызвать преобразование этих клеток в патологическом контексте диабета».
Исследование было опубликовано в журнале Nature Metabolism.
