استرس میتوکندریایی: چگونه تولید انسولین در دیابت مختل می‌شود؟
تحقیقات انجام شده در دانشگاه میشیگان نشان می‌دهد که اختلال در میتوکندری‌ها چگونه عملکرد سلول‌های β پانکراس که مسئول تولید انسولین هستند را در بیماران دیابتی تحت تأثیر قرار می‌دهد. این یافته‌ها همچنین نشان می‌دهد که معکوس‌سازی آسیب‌ها می‌تواند به بازگرداندن عملکرد این سلول‌ها کمک کند.
میتوکندری‌ها انرژی لازم برای عملکرد سلول‌ها را تولید می‌کنند. با این حال، نقص‌های موجود در این اندامک‌ها به بیماری‌هایی نظیر دیابت نوع ۲ مرتبط هستند، جایی که بیماران یا نمی‌توانند انسولین کافی تولید کنند یا نمی‌توانند به طور مؤثر از انسولین تولید شده توسط پانکراس برای تنظیم سطح قند خون استفاده کنند. مطالعات قبلی نشان داده‌اند که سلول‌های β بیماران دیابتی دارای میتوکندری‌های غیرطبیعی و تولید انرژی ناکافی هستند، اما دلایل این اختلال هنوز نامشخص بود.
در یک مطالعه منتشر شده در مجله Science، محققان از موش‌ها استفاده کردند تا نشان دهند که میتوکندری‌های آسیب‌دیده یک واکنش استرسی را فعال می‌کنند که مانع از بلوغ و عملکرد سلول‌های β می‌شود. امیلی ام. واکر، استاد دستیار تحقیقات پزشکی داخلی و نویسنده اول این مطالعه، گفت: “ما می‌خواستیم تعیین کنیم که کدام مسیرها برای حفظ عملکرد صحیح میتوکندری‌ها اهمیت دارند.”
تیم تحقیقاتی سه جزء کلیدی که برای عملکرد میتوکندری‌ها ضروری هستند را مختل کردند:
- دی‌ان‌ای میتوکندریایی
- مسیر حذف میتوکندری‌های آسیب‌دیده
- مسیر دیگری که جمعیت سالم میتوکندری‌ها را در سلول حفظ می‌کند
واکرت بیان کرد: “در هر سه مورد، همان واکنش استرسی فعال شد که باعث شد سلول‌های β نارس شوند، از تولید انسولین کافی باز بمانند و عملاً دیگر سلول‌های β نباشند.”
محققان یافته‌های خود را در سلول‌های جزایر پانکراس انسانی تأیید کردند و این نشان می‌دهد که اختلال میتوکندریایی ممکن است در دیابت تأثیر بیشتری داشته باشد.
اختلال میتوکندریایی بر چندین نوع سلول تأثیر می‌گذارد
نتایج این تیم باعث شد که آنها به بررسی سایر نوع‌های سلولی که تحت تأثیر دیابت قرار دارند، بپردازند. اسکات آ. سلیمان‌پور، مدیر مرکز تحقیقات دیابت میشیگان و نویسنده ارشد این مطالعه، گفت: “دیابت یک بیماری چندسیستمی است—شما وزن اضافه می‌کنید، کبد شما قند زیادی تولید می‌کند و عضلات شما تحت تأثیر قرار می‌گیرند. به همین دلیل ما خواستیم که به بافت‌های دیگر نیز نگاهی بیندازیم.”
با تکرار آزمایش‌های خود در سلول‌های کبد و سلول‌های ذخیره چربی، محققان همان واکنش استرس را مشاهده کردند که منجر به اختلال در بلوغ و عملکرد در هر دو نوع سلول شد. سلیمان‌پور گفت: “اگرچه ما تمام نوع‌های سلولی ممکن را آزمایش نکرده‌ایم، اما بر این باوریم که نتایج ما می‌تواند به تمام بافت‌های مختلفی که تحت تأثیر دیابت هستند، قابل اعمال باشد.”
برطرف کردن آسیب میتوکندریایی ممکن است عملکرد سلول‌های β را بازیابی کند
با وجود اختلال میتوکندریایی، محققان دریافتند که سلول‌های آسیب‌دیده دچار مرگ سلولی نشده‌اند، که این احتمال را به وجود می‌آورد که معکوس‌سازی آسیب‌ها بتواند عملکرد طبیعی را بازگرداند. برای آزمایش این موضوع، آنها موش‌ها را با دارویی به نام ISRIB درمان کردند که واکنش استرس را مسدود می‌کند. پس از چهار هفته، سلول‌های β توانستند توانایی خود را در کنترل سطح قند خون بازیابی کنند.
سلیمان‌پور گفت: “از دست دادن سلول‌های β شما مستقیم‌ترین راه برای ابتلا به دیابت نوع ۲ است. از طریق مطالعه ما، اکنون توضیحی برای آنچه ممکن است در حال وقوع باشد و چگونگی مداخله و رفع علت ریشه‌ای داریم.”
تیم تحقیقاتی اکنون در حال کار روی درک بیشتر از مسیرهای سلولی مختل‌شده است و هدف آنها تکرار یافته‌های خود در نمونه‌های سلولی از بیماران دیابتی است.
