Διαβήτης: Ιστορική πρόοδος - Κατέγραψαν την παραγωγή ινσουλίνης στο πάγκρεας σε πραγματικό χρόνο

Τώρα, μια νέα έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο Nature Communications, έδωσε απάντηση. Ερευνητές ανέπτυξαν μια πρωτοποριακή τεχνική απεικόνισης, που επιτρέπει στους επιστήμονες να παρακολουθούν τα παγκρεατικά κύτταρα που παράγουν ινσουλίνη σε πραγματικό χρόνο, προσφέροντας μια άνευ προηγουμένου ματιά στο πώς λειτουργούν αυτά τα κύτταρα, πώς αντιδρούν στη γλυκόζη και πώς αποτυγχάνουν κατά τη διάρκεια του διαβήτη.

Αυτή η ανακάλυψη δεν είναι πρωτοποριακή μόνο σε τεχνικό επίπεδο απεικόνισης: έχει τη δυνατότητα να αναδιαμορφώσει τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες μελετούν τον διαβήτη, αξιολογούν νέες θεραπείες και κατανοούν γιατί τα βήτα κύτταρα σταματούν να λειτουργούν σωστά.

Τι ανακάλυψε η μελέτη

Ερευνητές από το Ινστιτούτο Karolinska και συνεργαζόμενες ομάδες δημιούργησαν μια μέθοδο που επιτρέπει την απευθείας απεικόνιση μέσα σε ζωντανά ποντίκια των λεγόμενων “νησίδων” του παγκρέατος: των συστάδων κυττάρων που περιέχουν βήτα κύτταρα που παράγουν ινσουλίνη.

Χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό προηγμένης μικροσκοπίας και φθοριζόντων βιοαισθητήρων, οι ερευνητές μπόρεσαν να απεικονίσουν πώς τα βήτα κύτταρα απελευθερώνουν ινσουλίνη την ακριβή στιγμή που αυξάνονται τα επίπεδα γλυκόζης, κάτι που δεν είχε παρατηρηθεί ποτέ άμεσα σε ένα φυσικό φυσιολογικό περιβάλλον.

Τι κάνει αυτήν την ανακάλυψη ιστορικής σημασίας;

• Οι επιστήμονες μπορούν πλέον να βλέπουν την απελευθέρωση ινσουλίνης στιγμή-προς-στιγμή αντί να βασίζονται σε έμμεσες μετρήσεις αίματος.
• Η μέθοδος δείχνει πώς τα μεμονωμένα βήτα κύτταρα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους μέσα στο νησίδιο παγκρέατος.
• Οι ερευνητές μπορούν να παρακολουθούν το κυτταρικό στρες, την κυτταρική αποτυχία και την πρώιμη δυσλειτουργία: τις αλλαγές που συμβαίνουν συχνά χρόνια πριν από τη διάγνωση του διαβήτη.
• Αποκαλύπτει δυναμικές διεργασίες που προηγουμένως ήταν αόρατες, συμπεριλαμβανομένων ανεπαίσθητων χρονικών καθυστερήσεων στην έκκριση ινσουλίνης.

Αυτό ανοίγει την πόρτα στην κατανόηση του διαβήτη στα πρώτα μοριακά του στάδια.

Γιατί η παρακολούθηση των κυττάρων που παράγουν ινσουλίνη έχει σημασία;

Ο διαβήτης, τόσο τύπου 1 όσο και τύπου 2, τελικά συνεπάγεται την αποτυχία ή την εξάντληση των βήτα κυττάρων. Αλλά το γιατί αυτά τα κύτταρα δυσλειτουργούν παρέμεινε δύσκολο να μελετηθεί, επειδή οι ερευνητές δεν μπορούσαν να τα παρατηρήσουν σε… απευθείας μετάδοση μέσα σε έναν ζωντανό οργανισμό.

Η τελευταία πρόοδος επιτρέπει στους επιστήμονες να διερευνήσουν πολλά βασικά ερωτήματα:

1. Πώς αντιδρούν τα βήτα κύτταρα στην αύξηση της γλυκόζης στο αίμα;

Η τεχνική καταγράφει την ταχύτητα και τον συντονισμό της απελευθέρωσης ινσουλίνης, δείχνοντας πόσο γρήγορα αντιδρούν τα β-κύτταρα και πώς επικοινωνούν.

2. Τι συμβαίνει στα βήτα κύτταρα λίγο πριν την αποτυχία;

Τα σήματα κυτταρικού στρες, η μιτοχονδριακή καταπόνηση και οι πρώιμοι δείκτες δυσλειτουργίας μπορούν πλέον να παρακολουθούνται σε πραγματικό χρόνο, δίνοντας στους ερευνητές τη δυνατότητα να εντοπίζουν τα πρώτα προειδοποιητικά σημάδια εξέλιξης του διαβήτη.

3. Γιατί ορισμένα βήτα κύτταρα παραμένουν ανθεκτικά ενώ άλλα αποτυγχάνουν;

Η μέθοδος επισημαίνει διαφορές μεταξύ μεμονωμένων κυττάρων, αποκαλύπτοντας παραλλαγές που μέχρι σήμερα δεν ήταν ανιχνεύσιμες.

4. Πώς επηρεάζουν τα φάρμακα για τον διαβήτη τη συμπεριφορά των βήτα κυττάρων;

Για πρώτη φορά, οι επιστήμονες μπορούν να παρατηρήσουν άμεσα πώς τα φάρμακα αλλάζουν τα πρότυπα απελευθέρωσης ινσουλίνης, ενώ το πάγκρεας είναι ακόμα άθικτο.

Πώς λειτουργεί η τεχνική απεικόνισης

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν έναν συνδυασμό από:

• Ενδοκοιλιακή μικροσκοπία δύο φωτονίων, η οποία επιτρέπει απεικόνιση υψηλής ανάλυσης μέσα σε ζωντανούς ιστούς
• Γενετικά κωδικοποιημένους αισθητήρες φθορισμού που λάμπουν, όταν τα βήτα κύτταρα απελευθερώνουν ινσουλίνη ή βιώνουν κυτταρικό στρες
• Ένα μόνιτορ χειρουργικής απεικόνισης τοποθετημένο πάνω από το πάγκρεας ποντικιών, επιτρέποντας επαναλαμβανόμενες παρατηρήσεις με την πάροδο του χρόνου

Αυτό σημαίνει ότι οι επιστήμονες μπορούν πλέον να παρακολουθούν τα βήτα κύτταρα επί ημέρες ή εβδομάδες, παρακολουθώντας πώς προσαρμόζονται, εξασθενούν ή αναρρώνουν.

Τι θα μπορούσε να σημαίνει αυτό για τη θεραπεία του διαβήτη

• Πρώιμη διάγνωση: Εάν οι επιστήμονες μπορούν να εντοπίσουν τις ακριβείς κυτταρικές αλλαγές που προβλέπουν την αποτυχία των βήτα κυττάρων, οι κλινικοί γιατροί μπορεί μια μέρα να διαγιγνώσκουν τον διαβήτη χρόνια νωρίτερα, πολύ πριν εμφανιστούν τα συμπτώματα.
• Καλύτερα φάρμακα: Οι ερευνητές μπορούν πλέον να δουν άμεσα εάν ένα φάρμακο βοηθά τα βήτα κύτταρα να απελευθερώνουν ινσουλίνη πιο αποτελεσματικά, επιταχύνοντας την ανάπτυξη νέων, στοχευμένων θεραπειών.
• Εξέλιξη του διαβήτη τύπου 1: Ο διαβήτης τύπου 1 συχνά αναπτύσσεται σταδιακά, καθώς το ανοσοποιητικό σύστημα αρχίζει να επιτίθεται στα βήτα κύτταρα. Η παρακολούθηση του τρόπου με τον οποίο τα βήτα κύτταρα αποτυγχάνουν κατά τη διάρκεια του πρώιμου ανοσολογικού στρες μπορεί να βοηθήσει τους ερευνητές να σχεδιάσουν στρατηγικές για τη διατήρησή τους ή την προστασία τους.
• Καλύτερη κατανόηση του διαβήτη τύπου 2: Στον διαβήτη τύπου 2, τα βήτα κύτταρα σταματούν σταδιακά να παράγουν αρκετή ινσουλίνη. Αυτή η μέθοδος επιτρέπει στους επιστήμονες να μελετήσουν τα ακριβή σημεία ενεργοποίησης, όπου τα κύτταρα υπερφορτώνονται.

Συχνές Ερωτήσεις

Μπορεί αυτή η τεχνική να χρησιμοποιηθεί σε ανθρώπους;

Όχι ακόμα. Προς το παρόν είναι εφαρμόσιμη μόνο σε ζωικά μοντέλα, αλλά παρέχει βασικές γνώσεις, που μπορούν να καθοδηγήσουν μελλοντική έρευνα σε ανθρώπους.

Σημαίνει αυτή η ανακάλυψη ότι ο διαβήτης μπορεί να θεραπευτεί;

Όχι, αλλά προσφέρει ισχυρά νέα εργαλεία για την ανάπτυξη καλύτερων θεραπειών και την κατανόηση του γιατί τα βήτα κύτταρα αποτυγχάνουν.

Πόσο σύντομα θα μπορούσε αυτή η έρευνα να επηρεάσει τη φροντίδα των ασθενών;

Οι κλινικές εφαρμογές θα χρειαστούν χρόνο, αλλά η μέθοδος επιταχύνει την ανακάλυψη νέων θεραπειών.

Είναι η απελευθέρωση ινσουλίνης συνήθως εύκολη στην μελέτη;

Όχι. Μέχρι τώρα, οι ερευνητές βασίζονταν κυρίως σε δείγματα αίματος, έμμεσους δείκτες ή απομονωμένα κύτταρα, κανένα από τα οποία δεν δείχνει συμπεριφορά σε πραγματικό χρόνο μέσα σε ένα ζωντανό σώμα.

Συμπέρασμα

Για πρώτη φορά στην ιστορία, επιστήμονες μπορούν να παρατηρήσουν τα κύτταρα που παράγουν ινσουλίνη καθώς λειτουργούν μέσα στο πάγκρεας, παρακολουθώντας τα να ανταποκρίνονται στη γλυκόζη, να συντονίζονται μεταξύ τους και να αποκαλύπτουν τα πρώτα σημάδια δυσλειτουργίας.

Αυτή η σημαντική ανακάλυψη μπορεί να αναδιαμορφώσει το μέλλον της έρευνας για τον διαβήτη, βοηθώντας τους επιστήμονες να κατανοήσουν πώς αποτυγχάνουν τα βήτα κύτταρα και πώς μπορούν να προστατευθούν, να ενισχυθούν ή να αντικατασταθούν.

Πηγές:
news.ki.se
infobae.com
mayoclinic.org
clevelandclinic.org