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Come un virus può innescare il diabete tipo 1

Isola di Langerhans con insulina beta-secernente (in rosso) e glucagone-alfa-cellula (in verde). [CNIO]

Secondo l’Organizzazione mondiale della sanità, nel 2016 circa 1,6 milioni di persone nel mondo sono morte a causa del diabete. Si stima che 425 milioni di persone siano affette da diabete in tutto il mondo. Entro il 2045, le proiezioni mostrano che questo numero salirà a circa 629 milioni di diabetici a livello globale. Il diabete di tipo 1 è una condizione autoimmune in cui il pancreas non può produrre insulina, mentre il diabete di tipo 2 è la resistenza del corpo all’insulina.

Studi precedenti hanno collegato i virus al diabete e studi recenti hanno suggerito che gli enterovirus potrebbero potenzialmente scatenare il diabete, sebbene il suo effetto diretto in vivo e il suo meccanismo d’azione a livello molecolare fossero sconosciuti. Un recente studio sui topi condotto da ricercatori del Centro nazionale spagnolo di ricerca sul cancro (CNIO) rivela come l’enterovirus coxsackievirus di tipo B4 (CVB4) potrebbe indurre il diabete.

I loro risultati, “L’ infezione da Coxsackievirus B di tipo 4 nelle cellule ? sottoregola l’URI Chaperone Prefoldin per indurre un diabete simile a MODY4 tramite il silenziamento Pdx1 “, è stato pubblicato su Cell Reports Medicine  e guidato da Nabil Djouder, PhD, capogruppo presso CNIO.

I ricercatori suggeriscono che i loro risultati potrebbero essere rilevanti per la pandemia COVID-19 , poiché le informazioni cliniche indicano una possibile relazione tra l’infezione virale SARS-CoV-2 e il diabete. I ricercatori suggeriscono che poiché il recettore della SARS-CoV-2 è espresso nel pancreas endocrino, potrebbe funzionare e portare al diabete in un modo simile a quello del CVB4, indipendentemente dalle reazioni immunitarie.

“Si sospetta che gli enterovirus contribuiscano alla perdita di cellule beta produttrici di insulina e al diabete indotto dall’iperglicemia. Tuttavia, i meccanismi non sono completamente definiti. Qui, mostriamo che l’infezione da coxsackievirus B di tipo 4 (CVB4) nei topi innestati di isole umane e nelle cellule di insulinoma di ratto mostra la perdita dell’interattore RPB5 (URI) e PDX1 non convenzionale prefoldin, che influisce sulla funzione e identità delle cellule ?. L’ablazione genetica dell’URI nel pancreas del topo causa l’esaurimento del PDX1 nelle cellule ? ”, hanno osservato i ricercatori.

I ricercatori hanno osservato modelli animali innestati con cellule pancreatiche umane infettate da CVB4, nonché con cellule produttrici di insulina umane e murine, anch’esse infettate da questo virus. Hanno scoperto che l’infezione da CVB4 induce la deregolamentazione dell’URI, una proteina che regola le normali funzioni di numerose attività cellulari.

“In questo caso, la sottoregolazione dell’URI innesca una cascata di eventi molecolari che portano alla modifica del genoma tramite ipermetilazione e silenziamento di Pdx1. Si tratta di un gene fondamentale per l’identità e la funzione delle cellule beta presenti nel pancreas endocrino, nelle cosiddette isole di Langerhans, e responsabile della produzione e della secrezione di insulina, un ormone che riduce i livelli di glucosio nel sangue “, ha affermato Djouder . “Il silenziamento del PDX1 causa la perdita dell’identità e della funzione delle cellule beta, che diventano più simili alle cellule alfa, responsabili dell’aumento dei livelli di glucosio nel sangue, e quindi portano all’iperglicemia e al conseguente diabete, indipendentemente da qualsiasi reazione immunitaria”.

I ricercatori hanno anche osservato che i topi diabetici che sovraesprimono l’URI nelle cellule beta sono più tolleranti al glucosio. Hanno dimostrato che l’espressione di URI, PDX1 e particelle virali è correlata nelle cellule beta, evidenziando un legame causale tra l’infezione da enterovirus e il diabete negli esseri umani.

“Analogamente alle nostre indagini sugli enterovirus, alcune recenti osservazioni cliniche hanno associato SARS-CoV-2, il virus responsabile del COVID-19, al diabete nei pazienti infetti”, ha spiegato Djouder. “Poiché il recettore della SARS-Co-V2 è presente nelle cellule beta, sarebbe interessante studiare se questo virus altera anche la funzione degli URI e silenzia l’espressione di PDX1 per influenzare la funzione delle cellule beta, promuovendo il diabete”.

Questi risultati potrebbero essere un passaggio fondamentale per una nuova ondata di strategie terapeutiche e possono aiutare a comprendere la relazione tra SARS-CoV-2 e diabete.

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