Новые противодиабетические препараты будут действовать на звенья процесса синтеза инсулина
Специалисты из Института биологических исследований Солка выяснили, что в бета-клетках поджелудочной железы существует гормон-«выключатель», который регулирует выработку инсулина. Данное открытие станет основой для разработки нового противодиабетического препарата, который будет способен активизировать молекулы этого гормона.
Бета-клетки поджелудочной железы отвечают за выработку инсулина. Они получают команды роста и размножения от своеобразных молекул-«выключателей». Тонкое вмешательство в функционирование этих клеток может помочь при лечении диабета 1 и 2 типа.
Руководитель исследовательской группы Марк Монтмини утверждает, что новый эффективный способ воздействия на синтез инсулина с помощью бета-клеток даст ученым возможность лечить и даже предупреждать развитие диабета.
Для бета-клеток характерно изнашиваться с возрастом, и это становится причиной того, что генетические «выключатели» начинают хуже работать. Перед учеными возникла задача найти способ «заряжать» молекулы клеток новой энергией.
Команда лаборатории Монтмини решила изучить, как гормон глюкагон-подобный петид-1, вырабатываемый в кишечно-желудочном тракте, способствует росту и выживанию бета-клеток.
Результаты исследования очень важны не только для осознания фундаментальной биологии инсулина, но и для того, чтобы проанализировать, насколько эффективно работает одобренный в 2005 году противодиабетический препарат.
Это средство, «Эксенатид», – синтетический аналог гормона экстендина-4, который был найден в слюне американского ядозуба. В свою очередь, экстендин-4 – это аналог человеческого глюкагона-подобного пептида-1, только действует он гораздо дольше.
Действие глюкагона-подобного пептида-1 недлительное, так как после стимуляции выработки инсулина ферменты крови его разрушают. В то же время при использовании «Экстанида» можно обойтись двумя инъекциями в день.
Однако, несмотря на все преимущества нового препарата, профессор Монтини считает, что главными мишенями более эффективных лекарственных средств должны стать молекулы, которые включают глюкагон-подобный пептид-1.
Ученые поставили себе за цель определить звенья молекулярного пути, который активизируется связыванием глюкагона-подобного пептида-1 с рецептором на поверхности бета-клеток. Ранее Монтмини выяснил, что одним из первых активизируемых «выключателей» является CRAB (белок, связывающий элементы), который включает другие гены. После активации CRAB, в действие приводятся другие молекулы и клетки. Например, повышается жизнеспособность молекулы mTOR, которая является важнейшим сенсором энергообеспечености клеток, и молекулы HIF, которая перепрограммирует гены и помогает клеткам расти и размножаться. Связь между этими молекулами и активизацией глюкагона-подобного пептида-1 стала неожиданностью для ученых.
Монтмини сравнил включение клеточных «выключателей» с эстафетным бегом: глюкагон-подобный пептид-1 активирует CRAB, который в свою очередь приводит в действие молекулу mTOR, а та – HIF. Две последних молекулы помогают бета-клеткам оставаться здоровыми, так как они принимают участие в росте клеток.
Ученые утверждают, что для восстановления продукции инсулина можно приводить в действие каждую молекулу отдельно. Например, лекарственное средство может сразу активизировать «выключатель» HIF в обход всех предыдущих звеньев молекулярного пути. Это приведет не только к увеличению синтеза инсулина уже существующими бета-клетками, но и будет стимулировать рост новых.
Поняв, каким образом mTOR принимает участие в синтезе инсулина, ученые смогли объяснить причину развития посттрасплантационного диабета: используемый препарат «Репамицин» подавляет mTOR, что приводить к уменьшению выработки инсулина.
Активация HIF может способствовать росту бета-клеток, тем самым прийти на помощь пациентам с диабетом 1 типа при их пересадке.
По материалам www.lifesciencetoday.com
