Diabete di tipo 2: scoperta inaspettata collega la divisione cellulare, il glucosio e l’insulina

diabete di tipo2

Immagine: Prof. Yu e Choi (a sinistra)

Le proteine che hanno un ruolo chiave nella divisione cellulare hanno anche un ruolo nel regolare i livelli di zucchero nel sangue e possono causare il diabete di tipo 2, secondo i ricercatori della UT Southwestern Medical Center.

“Il quadro principale di segnalazione dell’insulina è noto da decenni e non sono stati trovati altri regolatori del processo, negli ultimi anni. Sfidando le probabilità, abbiamo identificato un importante nuovo meccanismo di regolazione delle via di segnalazione dell’insulina”, ha detto l’autore senior dello studio, il Dr. Hongtao Yu, Professore di Farmacologia presso la UT Southwestern e ricercatore dell’ Howard Hughes Medical Institute (HHMI).

” Lo studio, pubblicato online oggi in Cell , ha scoperto che tre proteine a lungo associate ai tempi di divisione cellulare sono fondamentali per il meccanismo di recente identificato che regola la segnalazione dell’insulina”, ha spiegato il Dr. Yu .

L’Organizzazione Mondiale della Sanità stima che il diabete – una malattia metabolica di grande preoccupazione per la salute pubblica – colpisce più di 400 milioni di persone in tutto il mondo. La condizione sconvolge la capacità del corpo di mantenere in equilibrio i livelli di zucchero nel sangue (glucosio). Nel corso del tempo, alti livelli di zucchero nel sangue possono danneggiare nervi e vasi sanguigni in tutto il corpo.

“Ci sono due forme principali di diabete. Nel diabete di tipo 1, il pancreas non è in grado di produrre insulina. Nel diabete di tipo 2, il corpo produce insulina, ma non è in grado di rispondere ad essa, una condizione chiamata insulino- resistenza” , ha aggiunto il Dr.Eunhee Choi, un ricercatore del laboratorio di Yu e autore principale dello studio.

E’ noto da tempo che l’insulina invia segnali dall’esterno verso l’interno della cellula tramite i recettori dell’insulina situati sulla superficie cellulare.” I recettori hanno due “braccia” che si estendono al di fuori della cellula e due “braccia” che raggiungono l’interno della cellula”, ha detto il Dr. Choi.

” In condizioni normali, l’insulina è secreta dopo un pasto e si lega ai recettori dell’ insulina in tutto il corpo. Il legame attiva i recettori, che poi inviano segnali all’interno delle cellule per prelevare il glucosio dal sangue, mantenendo così, la glicemia in equilibrio. Una volta che i recettori hanno fatto il loro lavoro, vengono sottoposti ad endocitosi, un processo riguardante la periferia cellulare attraverso il quale la cellula internalizza molecole o corpi presenti nello spazio extracellulare in maniera massiva, tramite la modificazione della forma della sua membrana plasmatica che crea uno spazio per racchiudere il materiale da introdurre nella cellula in una vescicola, detta “vescicola endocitica. Questa vescicola viene quindi convogliata nel citoplasma tramite microtubuli. Grazie all’endocitosi nuovi recettori possono prendere il posto dei recettori che hanno già svolto il loro compito, sulla superficie della cellula in un processo elegante e perfettamente sincronizzato che si ripete più volte al giorno. L’endocitosi è un processo che richiede consumo di energia da parte della cellula“, ha spiegato il Dr. Yu.

 I ricercatori stavano studiando un altro processo – la divisione cellulare con particolare attenzione al progetto genetico contenuto nei cromosomi – quando si sono imbattuti in un legame inatteso tra i due processi fondamentali, ossia la divisione cellulare e la segnalazione dell’insulina .” Mentre stavamo studiando le funzioni delle proteine note per regolare la segregazione dei cromosomi durante la divisione cellulare, abbiamo inaspettatamente scoperto che queste proteine possono anche regolare l’endocitosi dei recettori dell’ insulina”, ha detto il Dr. Yu.

Egli ha spiegato che queste tre proteine sono cruciali per il tempo della divisione cellulare. Se le cellule non riescono a dividersi proprio al momento giusto, le cellule figlie risultanti avranno un numero sbagliato di cromosomi, una situazione chiamata aneuploidia che spesso si verifica nelle cellule tumorali.

Il laboratorio di Yu, che ha seguito la funzione delle tre proteine nella divisione cellulare per più di un decennio, aveva notato che i topi utilizzati per la sperimentazione, mancavano di una delle tre proteine (p31 ) nel fegato. I ricercatori pensavano che questo fosse un modello potenziale di aneuploidie e, eventualmente, di cancro, ma, invece, i topi avevano sviluppato il diabete.

Dopo ulteriori indagini, i ricercatori hanno scoperto che le tre proteine che sono fondamentali per i tempi nella divisione cellulare sembrano anche influenzare il metabolismo, in particolare attraverso il loro impatto sui recettori per l’insulina.

I topi che mancavano di p31 nel fegato non presentavano recettori dell’insulina sulla superficie cellulare, a causa dell’ endocitosi prematura.

“Il nostro studio fornisce un esempio di come un intero ramo di proteine regolatorie, chiave in un importante processo biologico (divisione cellulare), può essere arruolato per controllare un altro processo biologico, la segnalazione dell’insulina. Interazioni molecolari simili tra queste proteine sono utilizzate in entrambi i casi, con notevoli analogie meccanicistiche “, ha detto il Dr. Yu, aggiungendo che questi risultati possono avere implicazioni nel decifrare le basi molecolari del diabete di tipo 2, in cui l’insulina è prodotta, ma i pazienti non riescono a rispondere all’ormone per motivi che vengono ancora attivamente studiati.

“Sarà interessante verificare se l’endocitosi prematura determinata dalla mancanza della proteina p31 causa una disfunzione del recettore dell’insulina contribuendo alla resistenza all’insulina nei pazienti con diabete di tipo 2”, ha concluso il ricercatore.

Studi futuri sono previsti per esplorare questa possibilità.

Fonte: UT Southwestern Medical Center


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