Ученые из Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute впервые нанесли на карту обширную сеть белков, которые взаимодействуют с проинсулином, белком, который организм обычно перерабатывает в инсулин. Исследование, опубликованное в журнале «Диабет», также выявило один белок, называемый PRDX4, который может иметь важное значение для фолдинга проинсулина и выработки инсулина. Исследования показывают, что повышение уровня PRDX4 может быть новым терапевтическим подходом к улучшению здоровья людей с диабетом.
"Диабет 2 типа является прогрессирующим заболеванием, и со временем производящие инсулин бета-клетки в поджелудочной железе «выгорают» и умирают. Наша недавняя работа предполагает, что неправильная укладка проинсулина играет роль в недостаточности бета-клеток и развитии диабета 2 типа," говорит Памела Иткин-Ансари, доктор философии.D., адъюнкт-профессор программы развития, старения и восстановления в Sanford Burnham Prebys, а также старший и соавтор-корреспондент исследования. "Мы надеемся, что, исправив неправильное сворачивание проинсулина, потенциально за счет воздействия на PRDX4, мы сможем защитить или даже восстановить здоровье бета-клеток и добиться функционального излечения."
Белки – это рабочие лошадки клетки, и их функция зависит от их формы. Когда белки неправильно свернуты или повреждены, их форма становится неправильной, и они не могут выполнять свои обычные обязанности. Неисправные белки необходимо исправить или устранить, прежде чем они накапливаются, слипаются или становятся токсичными и вызывают заболевания. Неправильная укладка белка связана со многими дегенеративными заболеваниями, включая болезнь Альцгеймера, Паркинсона и диабет.
Картирование проинсулина "социальная сеть"
В ходе исследования ученые получили островки поджелудочной железы, содержащие бета-клетки, продуцирующие инсулин, от шести здоровых людей, включая мужчин и женщин кавказской, латиноамериканской и афроамериканской национальностей. Используя специальный молекулярный метод, исследователи выделили все белки, с которыми проинсулин физически взаимодействует, или "касается," поскольку он перемещается в бета-клетке и превращается в инсулин.
В ходе этой работы было обнаружено более 400 белков, которые взаимодействуют с проинсулином, и идентифицирован один, называемый PRDX4, который играет ключевую роль в правильном сворачивании проинсулина. Дальнейшая работа подтвердила, что PRDX4 инактивируется в островках у людей с диабетом 2 типа, что указывает на то, что белок имеет потенциал в качестве терапевтической мишени.
"Сворачивание белка – чрезвычайно сложный процесс," говорит Рэндал Кауфман, доктор философии.D., директор и профессор Программы дегенеративных заболеваний в Sanford Burnham Prebys и соавтор-корреспондент исследования. "Это исследование частично раскрывает эту сложность и помогает объяснить связь между диабетом 2 типа, сворачиванием проинсулина и производством инсулина."
Ученые уже повторяют это исследование на островках у людей с сахарным диабетом 2 типа, чтобы понять, как сворачивание проинсулина изменяется или не работает во время болезни. Как только эти результаты будут получены, у них будет еще более глубокое понимание вмешательств, которые могут исправить или предотвратить неправильную укладку.
По данным Всемирной организации здравоохранения, более 422 миллионов человек во всем мире страдают диабетом, и эти цифры растут из-за роста ожирения. Диабет 2 типа составляет 90% случаев диабета и возникает, когда организм не использует должным образом инсулин – белок, который удаляет сахар из крови. Большинство современных лекарств помогают тканям усваивать больше сахара или увеличивают секрецию инсулина. Не существует методов лечения, которые способствуют правильному сворачиванию проинсулина для поддержания функционирования бета-клеток.
"Я потерял отца из-за диабета, поэтому я не понаслышке знаю, насколько опасным может быть это заболевание и что эффективное лечение означает для пациентов и их семей," говорит Иткин-Ансари. "Это исследование – первый шаг к будущему, когда мы сможем помочь большему количеству людей справиться с диабетом 2 типа и жить долгой и здоровой жизнью."