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El 'mapa de ruta' de la vía de la insulina podría mejorar las drogas para la diabetes
Los investigadores dicen que han desarrollado la primera "hoja de ruta completa" que detalla las interacciones de proteínas que permiten a las células pancreáticas producir, almacenar y secretar insulina. Esto es según un estudio publicado en Informes de células.
El equipo de investigación del Instituto de Investigación Scripps (TSRI) dice que su hallazgo puede conducir a una mejor comprensión del proceso de secreción de insulina y cómo esto juega un papel en los trastornos de insulina, como la diabetes tipo 2.
La diabetes tipo 2 es causada por una respuesta de insulina debilitada por parte de las células en todo el cuerpo, lo que significa que los niveles de glucosa en sangre permanecen altos por mucho tiempo.
Los investigadores señalan que una estrategia terapéutica para tratar la afección sería aumentar o reparar el proceso en el que se produce y secreta la insulina a través de células pancreáticas conocidas como "células beta". Estas son las células que producen insulina.
Sin embargo, los investigadores dicen que debido a la falta de comprensión sobre cómo las células beta generan y liberan niveles suficientes de insulina, hasta el momento no existen medicamentos que puedan mejorar la eficiencia.
Insulin 'la proteína dominante de las células beta'
Para su estudio, llevado a cabo en un modelo de célula de ratón de células beta humanas, los investigadores usaron anticuerpos que se unen a formas tempranas y tardías de insulina durante el proceso de síntesis y secreción.
Explican que al extraer proteínas "de la sopa" de las moléculas de células beta, esto permite que los anticuerpos aíslen cualquier proteína que se haya unido o haya interactuado con la insulina.
Luego, los investigadores identificaron estas proteínas usando espectrometría de masas. Esto permitió a los investigadores descubrir qué proteínas que interactúan con la insulina se encontraban en las células beta.
Además, este proceso permitió a los investigadores distinguir las proteínas que interactúan con la insulina, que parecen jugar un papel en la fase temprana del proceso de síntesis de insulina, de aquellas que parecen funcionar en las últimas etapas de almacenamiento y secreción de insulina.
A partir de esto, los científicos pudieron crear una "red de interacción biosintética". En otras palabras, un mapa que muestra las interacciones de la proteína de la insulina con las células pancreáticas.
"Hasta ahora identificamos una proteína que interactúa con la insulina a la vez, pero este estudio proporciona los primeros conocimientos de todo el sistema sobre la vía de la síntesis de insulina", dice Pamela Itkin-Ansari, investigadora de células beta en la Universidad de California, San Diego , el Sanford Burnham Research Institute y coautor del estudio.
William E. Balch, profesor y miembro del Instituto Skaggs de Biología Química en TSRI, señala que una cosa que muestra la "hoja de ruta" es que la insulina funciona efectivamente con la célula beta:
"Es, por lejos, la proteína dominante en la célula beta y las actividades dentro de la célula están orientadas en gran medida hacia su procesamiento y secreción".
TMEM24 proporciona potencial para un nuevo objetivo de drogas
Las células beta cultivadas en cultivo muestran la importancia de TMEM24 en 'gránulos de contenedor de almacenamiento maduro' (amarillo) que regulan una forma crónica y más lenta de liberación de insulina.
Imagen cortesía del laboratorio Balch, The Scripps Research Institute.
El equipo de investigación también descubrió que otra proteína que se encuentra en las células beta, llamada TMEM24, tiene una capacidad significativa para unir la insulina.
La investigación adicional en la proteína mostró que TMEM24 está involucrado en la vía de la insulina. Se descubrió que la proteína regula una forma más lenta y crónica de liberación de insulina, en comparación con las células beta que generalmente secretan una breve explosión de insulina antes de embarcarse en una liberación más larga y de menor intensidad.
Él dice que este descubrimiento representa un gran avance en el descubrimiento de nuevos objetivos de drogas:
"Esta liberación crónica de insulina parece ser más importante para la salud humana en comparación con la liberación aguda de insulina que nos protege de la fiebre del azúcar de, digamos, una barra de Snicker, aunque casi no se conoce nada sobre esta parte de la vía de liberación".
El Prof. Balch dice que el equipo de investigación planea realizar más estudios que analicen las células beta humanas tanto normales como diabéticas:
"En general, queremos entender más completamente qué componentes de esta vía son fundamentales en el manejo saludable de la producción de insulina en respuesta a una dieta saludable o mala administración en respuesta a las dietas insalubres actuales de los estilos de vida modernos que conducen a la enfermedad, y luego, por supuesto, quiero encontrar formas de enfocar esos componentes con terapias ".
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