“Rete multidimensionale” di segnali di insulina alterati, presenti nelle cellule del diabete di tipo 2

L’analisi delle cellule staminali pluripotenziali indotte dall’uomo rivela una rete complessa e multidimensionale di difetti di segnalazione che potrebbero aiutare i ricercatori a comprendere meglio la resistenza all’insulina, secondo un oratore.

“Ora possiamo modellare la malattia umana in un piatto di coltura tissutale producendo quelle che sono note come cellule staminali pluripotenziali indotte”, C. Ronald Kahn, MD , Chief Academic Officer presso il Joslin Diabetes Center e Mary K. Iacocca Professore di Medicina ad Harvard Medical School, ha detto durante una presentazione al Congresso virtuale sulla salute cardiometabolica. “Questi possono essere prodotti da qualsiasi cellula del corpo. Il bello è che queste cellule possono essere differenziate in muscoli, grasso, fegato, cellule beta, neuroni, qualsiasi tipo di cellula, per studiare un processo patologico. Abbiamo sfruttato questa tecnica per studiare pazienti e cellule senza diabete e con diabete “.

Kahn ha notato molti fattori intrinseci ed estrinseci all’impatto cellulare sulla resistenza all’insulina nei pazienti con diabete di tipo 2. Tra i fattori intrinseci ci sono i geni, con più studi che collegano geni specifici con diabete di tipo 2 e obesità. Sebbene Kahn abbia riconosciuto che i fattori genetici possono svolgere un ruolo nel diabete di tipo 2, ha affermato che è minore rispetto ad altri fattori come l’IMC e l’epigenetica.

Anche fattori estrinseci come il microbioma intestinale possono influenzare lo sviluppo del diabete di tipo 2. Kahn ha detto che gli studi sui topi obesi hanno mostrato che coloro che avevano un rapporto più alto tra firmicuti e batteriideti e una minore diversità di microbi erano a maggior rischio di diabete.

“Questi batteri creano un rischio per il diabete, sia studiando gli effetti degli antibiotici e anche utilizzando i batteri di questi animali, trasferiti ad animali privi di germi, per vedere quanto questi batteri creano un rischio di diabete”, ha detto Kahn.

Per esaminare più da vicino i difetti cellulari nel diabete di tipo 2, Kahn e colleghi hanno preso cellule staminali pluripotenziali indotte da otto individui con diabete di tipo 2 e otto controlli e le hanno trasformate in cellule muscolari. Le cellule sono state collocate in un piatto di coltura, dove i ricercatori hanno studiato le differenze nella segnalazione dell’insulina tra le due coorti.

I ricercatori hanno scoperto che le cellule del diabete di tipo 2 avevano una minore capacità di stimolare la fosforilazione della proteina chinasi B e la fosforilazione della glicogeno sintasi chinasi 3, due passaggi nell’azione dell’insulina. Inoltre, le cellule del diabete di tipo 2 avevano una ridotta captazione di 2-desossiglucosio stimolata dall’insulina rispetto alle cellule di controllo.

I ricercatori hanno utilizzato la fosfoproteomica globale per esaminare migliaia di proteine ??in una cellula che sono coinvolte nel processo di segnalazione dell’insulina. Dopo aver confrontato le cellule di controllo con il diabete di tipo 2, i ricercatori hanno scoperto che molti processi di fosforilazione erano aumentati nelle cellule del diabete, mentre altri erano diminuiti. Kahn ha detto che centinaia di passaggi di segnalazione cellulare sono stati alterati nelle cellule del diabete di tipo 2, anche con la cellula che risiede al di fuori del corpo.

Con i risultati di questa ultima ricerca, Kahn ha affermato che il passo successivo è esplorare come i segnali alterati funzionano con fattori intrinseci ed estrinseci per aumentare il rischio di diabete di tipo 2.

“Ci rendiamo conto che la resistenza all’insulina nel diabete di tipo 2 umano non è solo un singolo difetto, è un difetto multidimensionale in una grande rete di segnalazione”, ha detto Kahn. “Cercare di capirlo è la nostra prossima grande sfida.”

Riferimento:

Batista TM, et al. Cell Metab. 2020; doi: 10.1016 / j.cmet.2020.08.007