Επιστημονική ανακάλυψη ανοίγει νέες προοπτικές για τη θεραπεία του διαβήτη

Ερευνητές ανακάλυψαν έναν μέχρι σήμερα άγνωστο μηχανισμό με τον οποίο ο οργανισμός φαίνεται να ρυθμίζει την αποθήκευση σακχάρου. Πρόκειται για ένα σημαντικό εύρημα το οποίο θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες θεραπευτικές προσεγγίσεις για διάφορες ασθένειες.

Η μελέτη της ερευνητικής ομάδας από το Ινστιτούτο Ιατρικής Έρευνας Walter και Eliza Hall (WEHI), που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Nature», περιγράφει έναν πιθανό μηχανισμό άμεσης μείωσης του γλυκογόνου, της μορφής με την οποία αποθηκεύεται το σάκχαρο στο σώμα.

Τα ευρήματα θα μπορούσαν μελλοντικά να βοηθήσουν στη θεραπεία παθήσεων που σχετίζονται με την υπερβολική συσσώρευση σακχάρου, όπως ο διαβήτης, οι καρδιακές παθήσεις και ορισμένες σπάνιες διαταραχές που σήμερα δεν διαθέτουν αποτελεσματικές θεραπείες.

Πώς λειτουργεί το γλυκογόνο στον οργανισμό

Μετά την κατανάλωση ζάχαρης, ο οργανισμός μετατρέπει την περίσσεια σε γλυκογόνο, το οποίο αποθηκεύεται κυρίως στο ήπαρ και στους μύες. Επιστήμονες μελετούν τον μεταβολισμό του γλυκογόνου εδώ και δεκαετίες, και η διαδικασία θεωρούνταν μέχρι σήμερα πλήρως κατανοητή.

Ο καθηγητής Ντέιβιντ Κομάντερ, συν-επικεφαλής της μελέτης και διευθυντής του τμήματος Ubiquitin Signaling του WEHI, δήλωσε ότι τα ευρήματα διευρύνουν θεμελιωδώς την υπάρχουσα γνώση της βιολογίας.

«Είναι πολύ πιθανό τα βιβλία βιολογίας να χρειαστεί να αναθεωρηθούν», ανέφερε. «Ανακαλύψαμε μια δεύτερη οδό μέσω της οποίας το γλυκογόνο μπορεί να ρυθμιστεί άμεσα-πιθανότατα κατά απαίτηση. Πρόκειται για μια σημαντική εξέλιξη για ασθενείς με παθήσεις που προκαλούνται από υπερβολικό γλυκογόνο», τόνισε.

Αυξημένο γλυκογόνο και ασθένειες

Οι ασθένειες αποθήκευσης γλυκογόνου (GSD) είναι σπάνιες κληρονομικές διαταραχές που εμποδίζουν τον σωστό σχηματισμό ή τη διάσπαση του γλυκογόνου. Πολλές από αυτές δεν διαθέτουν ακόμη θεραπεία.

Η υπερβολική συσσώρευση γλυκογόνου σχετίζεται επίσης με πιο κοινές παθήσεις, όπως ο διαβήτης, η παχυσαρκία, η ηπατική νόσος και οι καρδιακές παθήσεις.

Παρότι αυτές οι ασθένειες συνδέονται με τη συσσώρευση γλυκογόνου, σήμερα δεν υπάρχουν θεραπείες που να στοχεύουν απευθείας το ίδιο το μόριο.

Γιατί έχει σημασία η στόχευση του γλυκογόνου

«Νέα φάρμακα, όπως οι GLP-1 αγωνιστές, αλλάζουν τον τρόπο με τον οποίο ρυθμίζουμε το σάκχαρο στο αίμα, έμμεσα μέσω ορμονικών μηχανισμών», σημείωσε ο καθηγητής.

«Χωρίς τη δυνατότητα άμεσης ρύθμισης του ίδιου του γλυκογόνου, είναι δύσκολο να αντιμετωπιστεί η συσσώρευσή του- η βασική αιτία πολλών ασθενειών. Γι’ αυτό η μελέτη μας είναι τόσο σημαντική. Βρήκαμε έναν τρόπο να πάμε κατευθείαν στην πηγή» εξήγησε.

Ο απρόσμενος ρόλος της ουβικουιτίνης

Η ουβικουιτίνη είναι γνωστή για τον ρόλο της στην επισήμανση πρωτεϊνών προς απομάκρυνση από τον οργανισμό. Ωστόσο, το γλυκογόνο είναι σάκχαρο και όχι πρωτεΐνη. Παρ’ όλα αυτά, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η ουβικουιτίνη μπορεί επίσης να προσκολλάται σε σάκχαρα, τόσο σε ζωικά μοντέλα όσο και σε ανθρώπινα κύτταρα.

Ο συν-συγγραφέας Δρ. Σάιμον Κόμπολντ χαρακτήρισε την ουβικουιτίνη «αφανή ήρωα» που λειτουργεί αθόρυβα στον οργανισμό.

Νέες τεχνικές ανοίγουν τον δρόμο

Η ανακάλυψη κατέστη δυνατή χάρη στη μέθοδο NoPro-clipping, μια προηγμένη τεχνική που αναπτύχθηκε σε διάστημα τεσσάρων ετών.

Η μέθοδος επιτρέπει τη λεπτομερή μελέτη της ουβικουιτίνης και την ανίχνευση μη πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων, κάτι που μέχρι σήμερα ήταν αδύνατο.

Ο μεταδιδακτορικός φοιτητής Μάρκο Γιόχεμ ανέφερε ότι η τεχνολογία μπορεί να έχει ευρύτερες εφαρμογές, αποκαλύπτοντας μέχρι σήμερα άγνωστες βιοχημικές διεργασίες.

«Όχι μόνο μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για την ανίχνευση γλυκογόνου με ουβικιτίνη, αλλά μπορούμε επίσης να εντοπίσουμε μεταβολίτες με ουβικιτίνη, όπως η γλυκερόλη και η σπερμίνη, τους οποίους εντοπίσαμε σε όλα τα κύτταρά μας», είπε. «Η ανακάλυψή μας αναδιαμορφώνει τους θεμελιώδεις κανόνες της βιολογίας και της σηματοδότησης της ουβικιτίνης. Και είμαι βέβαιος ότι έχουμε αγγίξει μόνο την κορυφή του παγόβουνου», σημείωσε.

Μια νέα εικόνα του μεταβολισμού

Οι ερευνητές αξιοποίησαν την τεχνική NoPro-clipping για να απεικονίσουν πώς η ουβικιτίνη προσκολλάται στο γλυκογόνο στο ήπαρ των ποντικών κατά τη διάρκεια της σίτισης και της νηστείας και διαπίστωσαν ότι τα επίπεδα γλυκογόνου μειώθηκαν στα νηστικά ποντίκια.

Παράλληλα, οι «ετικέτες» ουβικιτίνης αυξήθηκαν καθώς το γλυκογόνο εξαντλούνταν, υποδηλώνοντας ότι η ουβικιτίνωση των σακχάρων συμβάλλει στη ρύθμιση της διάσπασης του γλυκογόνου.

Τα αποτελέσματα προσδιορίζουν την ουβικιτίνη ως ένα μέχρι τώρα άγνωστο συστατικό του μεταβολισμού του γλυκογόνου και προσθέτουν μια νέα διάσταση σε μια βιοχημική διαδικασία που εδώ και καιρό θεωρούνταν επιστημονικά αποδεδειγμένη.

Εάν τα αποτελέσματα μπορέσουν τελικά να αναπαραχθούν σε ζώα και ανθρώπους, η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε εντελώς νέες προσεγγίσεις για τη θεραπεία διάφορων ασθενειών.

Πηγή: Scitechdaily