Дефекты передачи сигналов инсулина или резистентность к инсулину в скелетных мышцах важны при диабете 2 типа, но с помощью этого нового подхода исследователи обнаружили потенциальное существование основных дефектов передачи сигналов как внутри, так и вне классического каскада передачи сигналов инсулина.
Они обнаружили, что, хотя ряд белков, участвующих в действии инсулина, был нарушен в клетках, происходящих от людей с диабетом 2 типа, подавляющее большинство обнаруженных изменений было в белках, роль которых в метаболизме или диабете в значительной степени неизвестна.
Полученные данные должны предоставить новые взгляды на механизмы, лежащие в основе резистентности к инсулину при диабете 2 типа, и, возможно, возможности для разработки новых методов лечения этого заболевания.
Исследовательскую программу возглавил C. Рональд Кан, доктор медицины, главный научный сотрудник, старший исследователь и руководитель отдела интегративной физиологии и метаболизма Диабетического центра Джослин, и Мэри К. Якокка, профессор медицины в Гарвардской медицинской школе. Полные результаты их исследований опубликованы в журнале Cell Metabolism.
Сосредоточившись на перепрограммированных индуцированных плюрипотентных стволовых клетках, или ИПСК, которые были получены от людей с диабетом 2 типа и здоровых контрольных субъектов, исследователям удалось воссоздать модель клеточной культуры со многими особенностями мышечной инсулинорезистентности, которые встречаются у людей с диабетом.
Они обнаружили, что культивированные миобласты, полученные из ИПСК (ранний предшественник большинства типов мышечных клеток) от людей с диабетом 2 типа, отражают многие из нарушенных молекулярных ответов на инсулин и глюкозу, которые наблюдаются у людей с диабетом. Это включало нарушения усвоения глюкозы и клеточного метаболизма.
Используя метод, называемый фосфопротеомикой, который может измерять химические изменения во многих тысячах белков одновременно, они затем обнаружили изменения во многих путях как внутри, так и вне классического пути передачи сигналов инсулина в клетках людей с диабетом 2 типа по сравнению с контрольной группой.
Это включало изменения в способе преобразования ДНК в РНК, а затем в белок, а также изменения, влияющие на функцию и транспорт многих из этих белков внутри клетки. На этом основании они предполагают, что работа указывает на новый и ранее неизвестный слой потенциальных целей для разработки методов лечения диабета 2 типа.
Ведущий автор Тиаго Батиста, доктор философии, сказал: «Наши результаты указывают на изменения во множестве путей, которые не объясняются одной киназой или фосфатазой, функция которых заключается в регулировании клеточной передачи сигналов.
Поиск химических факторов, которые в одиночку могут влиять на функцию нескольких киназ и, следовательно, на сигнальные пути, будет представлять большой интерес в этой области."
Старший автор C. Рональд Кан добавил: «Хотя нас интересует, как эти недавно выявленные пути могут способствовать прогрессированию заболевания, будущие исследования также должны быть нацелены на лучшее понимание того, как это может быть связано как с генетическими, так и с экологическими эффектами, которые увеличивают риски диабета. Это откроет совершенно новый спектр диагностических и терапевтических возможностей для этой распространенной формы диабета."