Nowo zidentyfikowany hormon może decydować o cukrzycy typu 1 i 2

Poziom cukru we krwi jest kontrolowany przez skupiska komórek w trzustce zwane wysepkami trzustkowymi lub wysepkami Langerhansa. Komórki alfa wytwarzają podnoszący poziom cukru we krwi glukagon, komórki beta - obniżającą poziom cukru insulinę. W cukrzycy ich działanie zostaje zaburzone. Nowo odkryty przez naukowców z Sabri lker Center for Metabolic Research at Harvard T.H. Chan School of Public Health hormon fabkin przyczynia się do tych zaburzeń, a oddziaływanie na niego - przywraca równowagę.

Badanie wykazało, że poziom fabkin we krwi był nienormalnie wysoki u myszy i ludzi z cukrzycą typu 1 lub typu 2. Blokowanie aktywności fabkin zapobiegało rozwojowi obu form cukrzycy u zwierząt. Według naukowców fabkin prawdopodobnie odgrywa podobną rolę u ludzi, a kompleks hormonalny może być obiecującym celem terapeutycznym.

"Przez wiele dziesięcioleci szukaliśmy sygnału, który komunikuje stan rezerw energetycznych w adipocytach (komórkach tłuszczowych), aby wygenerować odpowiednie reakcje endokrynologiczne, takie jak produkcja insuliny przez komórki beta trzustki" - powiedział starszy autor G"khan S. Hotamisligil, dyrektor Sabri lker Center. - "Zidentyfikowaliśmy teraz fabkin jako nowy hormon, który kontroluje tę krytyczną funkcję poprzez bardzo nietypowy mechanizm molekularny".

W regulację metabolizmu zaangażowanych jest wiele hormonów, takich jak insulina i leptyna. Fabkin różni się od tradycyjnych hormonów tym, że nie jest pojedynczą cząsteczką z jednym zdefiniowanym receptorem. To funkcjonalny kompleks białkowy, składający się z wielu białek, w tym białka wiążącego kwasy tłuszczowe 4 (FABP4), kinazy adenozyny (ADK) i kinazy difosforanu nukleozydu (NDPK). Dzięki serii eksperymentów naukowcy ustalili, że fabkin reguluje sygnały energetyczne na zewnątrz komórek. Sygnały te działają następnie przez rodzinę receptorów, kontrolując funkcję komórki docelowej. W przypadku cukrzycy fabkin kontroluje funkcjonowanie komórek beta w trzustce, które są odpowiedzialne za produkcję insuliny.

Ponad dziesięć lat temu Hotamisligil i jego współpracownicy odkryli, że białko znane jako FABP4 jest wydzielane z komórek tłuszczowych podczas lipolizy, procesu, w którym lipidy przechowywane w komórkach tłuszczowych są rozkładane, zazwyczaj w odpowiedzi na głód. Liczne badania wykazały od tego czasu korelacje między krążącym FABP4 a chorobami metabolicznymi, w tym otyłością, cukrzycą, chorobami sercowo-naczyniowymi i rakiem. Jednak mechanizm działania był nieznany.

W nowym badaniu naukowcy wykazali, że kiedy FABP4 jest wydzielany z komórek tłuszczowych i dostaje się do krwioobiegu, wiąże się z enzymami NDPK i ADK, tworząc kompleks białkowy, który jest obecnie identyfikowany jako fabkin. W tym kompleksie białkowym FABP4 modyfikuje aktywność NDPK i ADK w celu regulacji poziomu cząsteczek znanych jako ATP i ADP, które są podstawowymi biologicznymi nośnikami energii. Naukowcy odkryli, że receptory powierzchniowe na pobliskich komórkach wyczuwają zmieniający się stosunek ATP do ADP, wywołując reakcję komórek na zmieniający się stan energetyczny. W ten sposób fabkin jest w stanie regulować funkcję tych komórek docelowych.

Komórki beta trzustki produkujące insulinę są celem fabkin i hormon ten jest siłą napędową rozwoju cukrzycy. Kiedy naukowcy użyli przeciwciała do neutralizacji fabkin u myszy, zwierzęta nie zachorowały na cukrzycę. Gdy przeciwciało podano otyłym myszom z cukrzycą, powróciły one do zdrowia.

"Odkrycie fabkin wymagało od nas cofnięcia się o krok i ponownego rozważenia naszego podstawowego zrozumienia działania hormonów" - powiedziała główna autorka, Kacey Prentice, pracownik naukowy Sabri lker Center. - "Jestem niezwykle podekscytowana znalezieniem nowego hormonu, ale jeszcze bardziej widząc długoterminowe konsekwencje tego odkrycia".

Paweł Wernicki