Όπως η έξυπνη διαχείριση της κυκλοφορίας εξασφαλίζει ομαλή κίνηση των οχημάτων κατά τις ώρες αιχμής, το σώμα μας βασίζεται σε ένα μοριακό σύστημα κυκλοφορίας για να διαχειριστεί την απότομη αύξηση των επιπέδων γλυκόζης μετά από ένα γεύμα.
Τα β-κύτταρα του παγκρέατος παίζουν σημαντικό ρόλο σε αυτό το σύστημα, απορροφώντας γλυκόζη από το αίμα και ενεργοποιώντας την απελευθέρωση ινσουλίνης στην κυκλοφορία του αίματος. Μέσα σε αυτά τα κύτταρα, η πρόσληψη γλυκόζης διαχειρίζεται από μεταφορείς γλυκόζης (GLUT) -πρωτεΐνες που μετακινούνται στην επιφάνεια των β-κυττάρων όταν αυξάνονται τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα και διευκολύνουν την είσοδο γλυκόζης στο κύτταρο για να ξεκινήσουν την απελευθέρωση ινσουλίνης.
Μια νέα μελέτη από το Τμήμα Αναπτυξιακής Βιολογίας και Γενετικής (DBG) του Ινδικού Ινστιτούτου Επιστημών (IISc), δείχνει πώς αυτή η διαδικασία παραπαίει στον διαβήτη τύπου 2 (T2D) και πώς η αποκατάστασή της θα μπορούσε να ανοίξει νέες θεραπευτικές οδούς. Η μελέτη, που πραγματοποιήθηκε από το εργαστήριο του Nikhil Gandasi, Επίκουρου Καθηγητή στο DBG, Proceedings of the National Academy of Sciences.
Στους ανθρώπους, η GLUT1 είναι η κύρια «πύλη» γλυκόζης στα β-κύτταρα, ενώ στα ποντίκια, η GLUT2 παίζει αυτόν τον ρόλο. Η ερευνητική ομάδα μελέτησε και τα δύο για να κατανοήσει τη διαδικασία πρόσληψης γλυκόζης σε όλα τα συστήματα. Χρησιμοποιώντας προηγμένη απεικόνιση ζωντανών κυττάρων, η ομάδα παρακολούθησε τους μεταφορείς GLUT1 και GLUT2 καθώς προσλαμβάνονταν στη μεμβράνη των β-κυττάρων υπό διαφορετικά επίπεδα γλυκόζης στο αίμα.
Στα υγιή κύτταρα, η αύξηση των επιπέδων γλυκόζης προκαλεί ταχεία ανάπτυξη GLUT στη μεμβράνη. Αυτοί οι μεταφορείς στη συνέχεια ανακυκλώνονται μέσα και έξω μέσω ενδοκυττάρωσης που προκαλείται από κλαθρίνη -μια διαδικασία στην οποία τα κύτταρα εσωτερικεύουν εξωκυτταρικό υλικό σχηματίζοντας θύλακες από την πρωτεΐνη κλαθρίνη. Αυτό εξασφαλίζει μια σταθερή παροχή μεταφορέων στην επιφάνεια για αποτελεσματική πρόσληψη γλυκόζης.
Ένα βήτα κύτταρο παγκρέατος που δείχνει σημεία με τη μορφή μεταφορέων GLUT σε πράσινο και κόκκων ινσουλίνης σε κόκκινο, τον πυρήνα του κυττάρου σε μπλε, ληφθείσα σε υπερ-ανάλυση με Zeiss-Elyra. Πίστωση: Anuma Pallavi.
Στα β-κύτταρα από άτομα με διαβήτη τύπου 2, ωστόσο, αυτή η κυκλοφορία δεν διαχειρίζεται σωστά. Λιγότερες πρωτεΐνες GLUT φτάνουν στη μεμβράνη και ο κύκλος τους μειώνεται, επιβραδύνοντας την είσοδο της γλυκόζης. Αυτό, με τη σειρά του, μειώνει την πρόσδεση των κόκκων ινσουλίνης στην επιφάνεια της μεμβράνης των β-κυττάρων, ιδιαίτερα εκείνων που είναι “προετοιμασμένα” για ταχεία απελευθέρωση μετά το φαγητό, αποδυναμώνοντας την ικανότητα του σώματος να ρυθμίζει το σάκχαρο του αίματος.
«Οι περισσότερες μελέτες έχουν εξετάσει τι συμβαίνει μετά την είσοδο γλυκόζης στο β-κύτταρο», εξηγεί η Anuma Pallavi, διδακτορική φοιτήτρια και πρώτη συγγραφέας της μελέτης. «Εστιάσαμε στο βήμα πριν από αυτό, την πραγματική είσοδο γλυκόζης και πώς αυτή διαταράσσεται στον διαβήτη. Κατανοώντας τη δυναμική αυτών των μεταφορέων, μπορούμε να εντοπίσουμε νέα σημεία για παρέμβαση και βελτίωση της λειτουργίας των β-κυττάρων».
Τα ευρήματα έχουν σημαντικές θεραπευτικές επιπτώσεις. Οι τρέχουσες θεραπείες για τον διαβήτη στοχεύουν σε μεγάλο βαθμό τη δράση της ινσουλίνης σε περιφερειακούς ιστούς όπως οι μύες και το λίπος, αλλά αυτή η νέα εργασία δείχνει την πρόσληψη γλυκόζης από τα β-κύτταρα ως έναν πολλά υποσχόμενο στόχο. Το εργαστήριο του Gandasi είχε προηγουμένως εντοπίσει το φαιοφορβίδιο Α, ένα μόριο φυτικής προέλευσης που μπορεί να ενισχύσει την απελευθέρωση ινσουλίνης αλληλεπιδρώντας με μεταφορείς γλυκόζης.
«Εάν μπορέσουμε να αποκαταστήσουμε την σωστή διακίνηση GLUT, ίσως μπορέσουμε να επιβραδύνουμε την εξέλιξη της νόσου και να εξατομικεύσουμε τις θεραπείες με βάση την μεταβολική κατάσταση ενός ασθενούς», λέει ο Gandasi.
Περισσότερες πληροφορίες: Anuma Pallavi et al, Dynamic GLUT trafficking at high glucose levels enhances insulin secretion: Dysregulation leads to decreased insulin secretion during type 2 diabetes, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2425955122.
