Οι ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου, των καρδιαγγειακών διαταραχών και του διαβήτη τύπου 2, σχετίζονται με ελαττώματα στη σύνθεση και την αναδίπλωση πρωτεϊνών.
Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι η λανθασμένη αναδίπλωση πρωτεϊνών εμφανίζεται στα β-κύτταρα που παράγουν ινσουλίνη ασθενών με διαβήτη τύπου 2. Αυτά τα κύτταρα βρίσκονται σε νησίδια του παγκρέατος. Το προκύπτον στρες πιστεύεται ότι εμφανίζεται κυρίως εντός του ενδοπλασματικού δικτύου, το οποίο είναι υπεύθυνο για την παραγωγή και τη διανομή πρωτεϊνών στο κύτταρο. Τελικά, το στρες έχει ως αποτέλεσμα τον κυτταρικό θάνατο.
Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Metabolism, ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν διαπίστωσαν ότι τα μιτοχόνδρια συσσωρεύουν επίσης λανθασμένα αναδιπλωμένες πρωτεΐνες, οι οποίες σκοτώνουν τα β-κύτταρα. Η αντιστροφή αυτής της διαδικασίας θα μπορούσε να βοηθήσει στη θεραπεία του διαβήτη τύπου 2.
Προηγουμένως, οι επιστήμονες είχαν παρατηρήσει ότι δύο πρωτεΐνες, η ινσουλίνη και η αμυλίνη- συχνά παρουσιάζουν λανθασμένη αναδίπλωση σε ασθενείς με διαβήτη τύπου 2. Και οι δύο παράγονται από τα β-κύτταρα στο πάγκρεας. Η αμυλίνη προάγει το αίσθημα πληρότητας μετά από ένα γεύμα, ενώ η ινσουλίνη βοηθά στη μείωση των επιπέδων γλυκόζης στο αίμα βοηθώντας τα κύτταρα να προσλαμβάνουν ζάχαρη. Η αμυλίνη μπορεί να σχηματίσει αμυλοειδή συσσωματώματα σε διαβητικά β-κύτταρα που είναι παρόμοια με τις αμυλοειδείς πλάκες που βρίσκονται στον εγκέφαλο στη νόσο Αλτσχάιμερ.
«Αυτές οι δύο πρωτεΐνες ήταν η μόνη εστίαση στις νησίδες των διαβητικών κυττάρων», δήλωσε ο Scott Soleimanpour, διευθυντής του Κέντρου Έρευνας για τον Διαβήτη του Μίσιγκαν. «Θέλαμε να υιοθετήσουμε μια αμερόληπτη προσέγγιση και να βρούμε όλες τις λανθασμένα αναδιπλωμένες πρωτεΐνες σε αυτά τα κύτταρα».
Αναλύοντας την αλληλούχιση των γονιδίων και των πρωτεϊνών σε υγιή και διαβητικά β-κύτταρα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα αμυντικά συστήματα που ανταποκρίνονται στις λανθασμένα αναδιπλωμένες μιτοχονδριακές πρωτεΐνες δεν ενεργοποιούνται κατά τη διάρκεια του διαβήτη τύπου 2. Συγκεκριμένα, η LONP1, μια πρωτεΐνη υπεύθυνη για την απαλλαγή από κατεστραμμένες ή λανθασμένα διπλωμένες πρωτεΐνες, ήταν χαμηλότερη σε κύτταρα από δότες με διαβήτη.
«Παρόλο που η LONP1 έχει κάποιες συσχετίσεις με σπάνιες μιτοχονδριακές ασθένειες, αυτή είναι η πρώτη μελέτη που δείχνει ότι παίζει ρόλο στον διαβήτη τύπου 2», δήλωσε ο Soleimanpour.
Η ομάδα επιβεβαίωσε τα ευρήματά της συγκρίνοντας ποντίκια που είχαν το σύστημα LONP1 με εκείνα που δεν το είχαν. Τα ποντίκια που δεν είχαν LONP1 είχαν υψηλότερα επίπεδα γλυκόζης και λιγότερα β-κύτταρα. Αυτά τα ελαττώματα αντιστράφηκαν όταν η LONP1 επανεισήχθη στα ποντίκια, γεγονός που υποδηλώνει ότι η στόχευση αυτού του συστήματος θα μπορούσε να αποτελέσει μια νέα οδό για θεραπεία. «Είναι σαφές ότι τα άτομα με διαβήτη τύπου 2 έχουν προβλήματα με την εξάλειψη των λανθασμένα διπλωμένων πρωτεϊνών», δήλωσε ο Soleimanpour. «Το επόμενο βήμα είναι να βρεθούν φάρμακα που μπορούν να βοηθήσουν στην αναδίπλωση ή την εξάλειψη αυτών των πρωτεϊνών».
Η ομάδα ενδιαφέρεται επίσης να κατανοήσει το χρονοδιάγραμμα του πώς αναπτύσσεται ο διαβήτης τύπου 2. Η πάθηση αυτή συναντάται συχνά σε ενήλικες και ο Soleimanpour υποθέτει ότι οι λανθασμένα αναδιπλωμένες πρωτεΐνες μπορεί να συσσωρεύονται με την πάροδο του χρόνου και τελικά να κατακλύζουν τα β-κύτταρα, οδηγώντας σε ασθένειες. Επομένως, η έγκαιρη παρέμβαση θα μπορούσε να είναι καθοριστική.
Περισσότερες πληροφορίες: Jin Li et al, LONP1 regulation of mitochondrial protein folding provides insight into beta cell failure in type 2 diabetes, Nature Metabolism (2025). DOI: 10.1038/s42255-025-01333-7.
