Diabetes: Legemiddelduo hjelper kroppen å fylle på sine insulinproduserende celler
Forskere har tatt et viktig skritt i jakten på en kur mot diabetes som gjenoppretter kroppens evne til å lage insulin.
De har laget en ny medikamentcocktail som kan få insulinproduserende celler til å regenerere med en hastighet som er rask nok til å fungere i humane behandlinger.
Den nylige studien av forskere ved Icahn School of Medicine på Mount Sinai i New York City, NY, avslører hvordan en ny kombinasjon av to medikamentklasser kan få voksne humane betaceller til å replikere med en hastighet på 5-8 prosent per dag.
Teamet rapporterer funnene i en artikkel som finnes i journalen Cellemetabolisme.
"Vi er veldig glade for denne nye observasjonen," sier hovedforfatter Dr. Andrew F. Stewart, som er direktør for Mount Sinai Diabetes, Obesity, and Metabolism Institute, "fordi vi for første gang er i stand til å se priser av menneskelig cellebetacellerreplikasjon som er tilstrekkelig til å fylle opp betacellemassen hos mennesker. ”
I tidligere arbeider hadde teamet undersøkt et lite molekyl som blokkerer et enzym kalt tyrosin-fosforyleringsregulert kinase 1A (DYRK1A) med dobbel spesifisitet. Dette molekylet førte til en proliferasjonsrate på beta-celler på 1,5 til 3 prosent.
I den nye studien demonstrerte teamet hvordan tilsetning av et lite molekyl fra en annen klasse medikament økte spredningshastigheten til et gjennomsnitt på 5-8 prosent. Det andre medikamentet blokkerer medlemmer av den transformerende vekstfaktoren beta-superfamilien (TGFβSF).
Mens studien har tatt et viktig skritt ved å vise at legemiddelkombinasjonen kan regenerere betaceller raskt nok for behandling, er det fortsatt en del arbeid å gjøre.
Som Dr. Stewart forklarer, "Det neste store hinderet er å finne ut hvordan de skal leveres direkte til bukspyttkjertelen."
Diabetes, insulin og betaceller
Diabetes er en sykdom der blodsukkeret stiger til skadelige nivåer. Vedvarende høyt blodsukker skader blodkar, nerver og andre kroppssystemer. Det kan føre til synstap, nyresykdom og hjerteproblemer.
Blodsukkernivået stiger på grunn av vanskeligheter med å produsere og bruke insulin, et hormon som hjelper kroppens celler til å absorbere og bruke glukose til å lage energi.
Ifølge Verdens helseorganisasjon antyder estimater at det kan være så mange som 300 millioner mennesker over hele verden med diabetes innen 2025.
I USA rammer diabetes omtrent 9,4 prosent av befolkningen, noe som tilsvarer omtrent 30,3 millioner mennesker. Nasjonalt institutt for diabetes og fordøyelses- og nyresykdommer antyder at det er ytterligere 84,1 millioner voksne med prediabetes.
Det er to hovedtyper av diabetes: type 1 og type 2. Rundt 90–95 prosent av voksne med diabetes har type 2.
Ved type 1 diabetes oppstår mangel på kontroll av blodsukker fordi immunforsvaret ødelegger insulinproduserende betaceller i bukspyttkjertelen.
Type 2-diabetes starter vanligvis med insulinresistens, en tilstand der celler blir mindre effektive ved bruk av insulin. Bukspyttkjertelen kompenserer i utgangspunktet ved å lage mer insulin, men dette er ikke en langsiktig løsning, og blodsukkernivået klatrer til slutt.
Selv om de to typene har forskjeller, viser nylige studier at type 1 og type 2 diabetes har en hovedtrekk: en redusert tilførsel av fungerende insulinproduserende betaceller.
'Oppnådde tidligere uoppnåelige priser'
Dr. Stewart sier at ingen av medisinene som for tiden er tilgjengelige for behandling av diabetes, er tilstrekkelig effektive til å få humane betaceller til å regenerere.
Forskere undersøker andre tilnærminger, for eksempel transplantasjon av betaceller eller bukspyttkjertelen og behandlinger som bruker stamceller til å generere nye betaceller. Imidlertid er ingen av disse i utstrakt bruk, bemerker Dr. Stewart.
I det tidligere arbeidet hadde han og kollegene vist at en DYRK1A-hemmer kalt harmin var i stand til å stimulere en vedvarende spredning av voksne humane betaceller i laboratoriekulturer.
I tillegg klarte mus med humane betaceller i stedet for å holde blodsukkernivået i det normale området etter behandling med harmin.
Dette var et stort skritt fremover. Imidlertid var frekvensen av ny beta-celleproduksjon for lav til at behandlingen kunne være effektiv hos mennesker med diabetes.
Forskerne fikk ideen om å legge en TGFβSF-hemmer til harmin mens de undersøkte en type godartet svulst som dannes i betaceller. Dette avdekket et nytt sett med mål for legemidler som kan forbedre beta-celleproliferasjon.
Så målet med den nylige studien var å undersøke om det å kombinere de to klassene medikamenter kan fungere - og det gjorde det.
Etterforskerne skriver at studien avslører hvordan blokkering av "DYRK1A- og TGFβSF-signalering induserer bemerkelsesverdige og tidligere uoppnåelige frekvenser av menneskelig beta-celleproliferasjon [...] og faktisk øker menneskelig og mus-celle-antall."
Studien utforsker også mekanismene bak den "bemerkelsesverdige spredningshastigheten." Funnene viser at legemiddelkombinasjonen ikke bare fungerer i betaceller som forskere gjenvunnet fra "normale kadaveriske menneskelige holmer", men også i betaceller at de vokste fra humane stamceller og "de fra mennesker med type 2-diabetes."
"Siden disse legemidlene har effekter på andre organer i kroppen, må vi nå utvikle metoder for å levere disse legemidlene spesifikt til betacellen hos mennesker."
Dr. Andrew F. Stewart
