Бариатрическая хирургия уже давно приносит почти немедленную пользу для здоровья пациентов с диабетом 2 типа, и новые данные о причинах ремиссии могут стать ключом к разработке лекарственных альтернатив хирургии.
"Одна из вещей, которую делает бариатрическая хирургия, – это ремиссия диабета 2 типа," сказала Бетани Каммингс, доцент биомедицинских наук в Колледже ветеринарной медицины и старший автор статьи в Cell Reports. "Это дало начало области, посвященной выяснению того, как именно он это делает."
Существует несколько видов бариатрической хирургии, каждая из которых каким-то образом уменьшает размер желудка. Исследование Каммингса было сосредоточено на вертикальной рукавной гастрэктомии, при которой желудок преобразуется в трубку. Ее статья является первой в своем роде, которая специфична для тканей и индуцируется, что означает, что модель ее лабораторной мыши не содержит генетических переменных, которые могли бы привести к ошибкам в результатах.
Диабет 2 типа развивается из-за двух проблем: дисфункции островков поджелудочной железы и инсулинорезистентности, которая обычно связана с ожирением. Островки поджелудочной железы производят важные для организма гормоны, в том числе инсулин. Если они не работают должным образом, инсулин не может выводить глюкозу из крови.
"Переключение между преддиабетиком и диабетом сводится к островку," – сказала Дарлин Гарибей, первый автор статьи и аспирантка лаборатории Каммингса.
Островки содержат тонкий баланс альфа-клеток и бета-клеток. Альфа-клетки производят гормон глюкагон, который выталкивает глюкозу в кровь и способствует развитию диабета 2 типа, а бета-клетки производят инсулин, который выталкивает глюкозу из крови и защищает от диабета 2 типа. Когда островок поджелудочной железы функционирует нормально, он выделяет оба гормона в кровоток. При диабете 2 типа островок функционирует ненормально и не может выводить достаточное количество инсулина, поэтому кровоток насыщается избытком глюкозы, и ему нечего уравновешивать.
Бета-клетки получают помощь в производстве инсулина из гормона глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1), который, как принято считать, вырабатывается только в кишечнике, а не в поджелудочной железе. Альфа-клетки обычно производят глюкагон, но вместо этого могут производить GLP-1, хотя способ контролировать этот важный путь неизвестен.
Поскольку количество GLP-1 в крови резко возрастает после бариатрической хирургии, исследовательская группа Каммингса сосредоточилась на передаче сигналов рецептора GLP-1 в улучшениях, наблюдаемых после операции. Ее исследование показало, что бариатрическая хирургия дает удивительный эффект: увеличивает экспрессию GLP-1 в альфа-клетках. Они также обнаружили, что присутствие рецептора GLP-1 в бета-клетке увеличивает количество гормона GLP-1 в альфа-клетке, существенно изменяя его идентичность с клетки, которая способствует диабету, на клетку, которая может бороться с диабетом. Лаборатория Каммингса считает, что это паракринный процесс, что означает, что бета-клеткой секретируется неизвестный фактор, который локально сигнализирует, чтобы убедить альфа-клетку прекратить производство глюкагона и вместо этого переключиться на выработку GLP-1.
Отсутствие опасного количества глюкозы в кровотоке означает отсутствие диабета 2 типа.
"По сути, есть способ переключить альфа-клетку с выработки плохого гормона на выработку хорошего гормона," сказала Каммингс, хотя она не рекомендует, чтобы люди спешили делать бариатрическую операцию, которая может быть рискованной и дорогой, только из-за этих эффектов.
Для продолжения этого исследования GLP-1, U.S. Министерство обороны наградило лабораторию Каммингса премией за открытие медицины, чтобы выяснить, какой фактор или факторы могут влиять на то, что производят альфа-клетки.
"Конечная цель здесь – определить, как работает операция, чтобы мы могли разработать лекарство, имитирующее эффект операции. Разработка такого препарата позволит избежать риска и затрат на бариатрическую операцию, чтобы сделать преимущества этой операции более доступными," сказал Каммингс.