Μια νέα μελέτη αποκαλύπτει ότι τα γηρασμένα ανθρώπινα βήτα κύτταρα του παγκρέατος εμφανίζουν χαρακτηριστικά γήρανσης ενώ διατηρούν υψηλά επίπεδα γονιδίων ζωτικής σημασίας για τη λειτουργία τους. Παρά την κατάσταση γήρανσής τους, αυτά τα κύτταρα επομένως παρουσιάζουν την ικανότητα να απελευθερώνουν ινσουλίνη ως απόκριση στη γλυκόζη, βοηθώντας στη ρύθμιση του σακχάρου στο αίμα.
Επιπλέον, αυτά τα γερασμένα κύτταρα παρουσιάζουν αυξημένη δραστηριότητα γονιδίων που μπορούν να τονώσουν το ανοσοποιητικό σύστημα. Αυτό ρίχνει φως στον πιθανό ρόλο της γήρανσης βήτα κυττάρων στη ρύθμιση του ανοσοποιητικού και τη σχέση τους με τις αυτοάνοσες αντιδράσεις στον διαβήτη τύπου 1.
Η μελέτη, με επικεφαλής τον Δρ Milan Patra μαζί με τους Καθηγητές Ittai Ben-Porath και Yuval Dor από την Ιατρική Σχολή του Εβραϊκού Πανεπιστημίου, δημοσιεύτηκε στο Nucleic Acids Research.
Η πρόκληση του διαβήτη
Ο διαβήτης, που χαρακτηρίζεται από ανεπάρκεια ή αντίσταση ινσουλίνης, εξαρτάται από τα δυσλειτουργικά βήτα κύτταρα του παγκρέατος, τα οποία είναι υπεύθυνα για την έκκριση ινσουλίνης για την απομάκρυνση της γλυκόζης από το αίμα. Η ενίσχυση ή η διατήρηση της λειτουργίας αυτών των κυττάρων είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη θεραπειών για τον διαβήτη.
Παγκοσμίως, υπολογίζεται ότι 463 εκατομμύρια ενήλικες, ή περίπου 1 στους 11, αντιμετωπίζουν αυτή την πάθηση, αριθμός που αναμένεται να αυξηθεί λόγω της γήρανσης του πληθυσμού, της αστικοποίησης, της κακής διατροφής και του καθιστικού τρόπου ζωής. Οι προβλέψεις δείχνουν ότι έως το 2045, πάνω από 700 εκατομμύρια θα μπορούσαν να πληγούν, θέτοντας τρομακτικές προκλήσεις για την υγειονομική περίθαλψη, τις οικονομίες και τις προσπάθειες δημόσιας υγείας. Η επείγουσα δράση είναι επιτακτική για να αναχαιτιστεί αυτό το κύμα, που απαιτούν αποτελεσματικές στρατηγικές πρόληψης, καλύτερη πρόσβαση στη φροντίδα και καινοτόμες θεραπείες.
Λειτουργικότητα και ανοσοαπόκριση
Η μελέτη καταδεικνύει ότι ένα σημαντικό μέρος των ενήλικων ανθρώπινων βήτα κυττάρων του παγκρέατος ενεργοποιεί ένα γονίδιο που ονομάζεται p16, το οποίο δείχνει ότι βρίσκονται σε μια κατάσταση που μοιάζει με τη γήρανση, που ονομάζεται κυτταρική γήρανση. Είναι ενδιαφέρον ότι αυτά τα γηρασμένα κύτταρα, αντί να δείχνουν σημάδια δυσλειτουργικότητας, εμφανίζουν αυξημένα επίπεδα γονιδίων που είναι σημαντικά για τη λειτουργία τους.
Έτσι, αυτά τα κύτταρα φαίνεται να διαθέτουν υψηλότερο επίπεδο λειτουργικότητας και ωριμότητας σε σύγκριση με τα μη γηρασμένα γείτονά τους. Αυτό είναι εκπληκτικό, καθώς τα γηρασμένα κύτταρα που έχουν αναγνωριστεί προηγουμένως σε άλλους ιστούς θεωρείται γενικά ότι είναι δυσλειτουργικά και έχουν επιβλαβείς επιπτώσεις.
Αναλύοντας τη γονιδιακή οργάνωση των γηρασμένων βήτα κυττάρων, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι αλλάζουν τη συσκευασία των γονιδίων – τη χρωματίνη, δημιουργώντας μια επαναπρογραμματισμένη οργάνωση που επιτρέπει την ενεργοποίηση της λειτουργικότητας. Εξαιτίας αυτού, φαίνεται ότι τα γηρασμένα βήτα κύτταρα έχουν την ικανότητα να απελευθερώνουν ινσουλίνη ως απόκριση στη γλυκόζη σε ακόμη μεγαλύτερες ποσότητες, η οποία βοηθά στη ρύθμιση των επιπέδων σακχάρου στο αίμα αποτελεσματικά.
Αυτή η μελέτη διαπίστωσε επίσης ότι τα γηρασμένα βήτα κύτταρα έχουν αυξημένα επίπεδα γονιδίων που επικοινωνούν με το ανοσοποιητικό σύστημα. Αυτή η απόκριση, που ονομάζεται «απόκριση ιντερφερόνης» συνήθως δρα υποδηλώνοντας μια ιογενή λοίμωξη στα κύτταρα του ανοσοποιητικού, επιστρατεύοντας την επίθεσή τους. Ωστόσο, τα βήτα κύτταρα της γήρανσης ενεργοποιούν αυτή την οδό απουσία τέτοιας μόλυνσης: οι μοριακές αλλαγές στα ίδια τα κύτταρα προσομοιώνουν αυτήν την απόκριση.
Η πιθανή συνέπεια είναι η αυξημένη διέγερση των κυττάρων του ανοσοποιητικού για να επιτεθούν στα βήτα κύτταρα, τη θεμελιώδη διαδικασία που οδηγεί τον διαβήτη τύπου Ι. Αυτό σημαίνει ότι η γήρανση των βήτα κυττάρων μπορεί να βοηθήσει στη ρύθμιση των ανοσολογικών αποκρίσεων και θα μπορούσε να είναι σημαντική για την κατανόηση των αυτοάνοσων αντιδράσεων στον διαβήτη τύπου 1. Δυνητικά, η παρεμπόδιση αυτής της απόκρισης ή της διαδικασίας γήρανσης θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την πρόληψη της εξέλιξης του διαβήτη τύπου Ι στα αρχικά του στάδια.
Επιπτώσεις για τη θεραπεία του διαβήτη
Η ανακάλυψη ότι τα γηρασμένα παγκρεατικά βήτα κύτταρα μπορούν να διατηρήσουν υψηλή λειτουργικότητα και να ανταποκριθούν στα ανοσοποιητικά σήματα αμφισβητεί την παραδοσιακή άποψη ότι τα γηρασμένα κύτταρα είναι καθαρά επιζήμια. Αυτή η νέα κατανόηση ανοίγει την πόρτα σε πιθανές θεραπείες που στοχεύουν στη διατήρηση ή την ενίσχυση της λειτουργίας έκκρισης ινσουλίνης των βήτα κυττάρων σε διαβητικούς ασθενείς.
«Αυτά τα ευρήματα είναι ζωτικής σημασίας γιατί υποδηλώνουν ότι τα γηρασμένα βήτα κύτταρα δεν αποτελούν ευθύνη, αλλά μπορεί να δράσουν, με προσχεδιασμένο τρόπο, για να βελτιώσουν την παραγωγή ινσουλίνης καθώς γερνάμε, αντιμετωπίζοντας άλλες επιβλαβείς επιπτώσεις», δήλωσε ο καθηγητής Ittai Ben Porath. «Επιπλέον, εάν διαπιστωθεί περαιτέρω ότι η γήρανση των βήτα κυττάρων είναι ένα εξέχον χαρακτηριστικό των πρώιμων σταδίων του διαβήτη τύπου Ι, η στόχευση αυτών των κυττάρων μέσω φαρμακευτικής θεραπείας θα μπορούσε να αντιπροσωπεύει μια νέα προσέγγιση για την πρόληψη της αυτοάνοσης επίθεσης των βήτα κυττάρων».
Τα μελλοντικά ερευνητικά σχέδια περιλαμβάνουν την εμβάθυνση στους μηχανισμούς που οδηγούν την αυξημένη δραστηριότητα των προγραμμάτων λειτουργικής ωρίμανσης στα γηρασμένα βήτα κύτταρα, που επηρεάζονται από τη δυναμική της χρωματίνης. Η πλήρης κατανόηση αυτών των διαδικασιών υπόσχεται την ανάπτυξη στοχευμένων θεραπειών που στοχεύουν στην ενίσχυση της λειτουργικότητας και της διάρκειας ζωής των β-κυττάρων, βελτιώνοντας έτσι την ποιότητα ζωής των ατόμων που αντιμετωπίζουν διαβήτη. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η διαδικασία της γήρανσης επηρεάζει την αλληλεπίδραση των ανοσοκυττάρων με τα βήτα κύτταρα και εάν αυτό όντως σχετίζεται με τον διαβήτη, μπορεί να ανοίξει την πόρτα για νέες θεραπευτικές προσεγγίσεις.
