I ricercatori svelano perché episodi di ipoglicemia peggiorano le malattie degli occhi nelle persone con diabete
Le persone con diabete che sperimentano periodi di ipoglicemia – un evento comune in coloro che sono nuovi alla gestione della glicemia – hanno maggiori probabilità di avere un peggioramento della malattia dell’occhio diabetico . Ora, i ricercatori della Johns Hopkins Medicine affermano di aver collegato livelli così bassi di zucchero nel sangue con un percorso molecolare che viene attivato nelle cellule affamate di ossigeno negli occhi.
La ricerca, che ha coinvolto cellule oculari umane e di topo e retine intatte cresciute in un ambiente a basso contenuto di zucchero (basso contenuto di glucosio) in laboratorio, nonché topi con bassi livelli di glucosio, è stata pubblicata nel numero di gennaio di Cell Reports .
Fattore IF
“Episodi temporanei di glucosio basso si verificano una o due volte al giorno nelle persone con diabete insulino-dipendente e spesso tra le persone a cui è stata recentemente diagnosticata la condizione”, afferma Akrit Sodhi, MD, Ph.D., Branna e Irving Sisenwein Professor of Ophthalmology presso il Wilmer Eye Institute della Johns Hopkins Medicine. Bassi livelli di glucosio possono verificarsi anche durante il sonno nelle persone con diabete non insulino-dipendente. “I nostri risultati mostrano che questi periodici bassi livelli di glucosio causano un aumento di alcune proteine ????delle cellule retiniche, con conseguente crescita eccessiva dei vasi sanguigni e peggioramento della malattia oculare diabetica”, aggiunge Sodhi.
La malattia degli occhi tra le persone con diabete è tra le cause più prevenibili di cecità negli Stati Uniti La retinopatia diabetica, che si verifica fino a un terzo delle persone con diabete , è caratterizzata dalla crescita eccessiva di vasi sanguigni anomali nella retina.
Sodhi afferma che l’attuale studio suggerisce che le persone con retinopatia diabetica possono essere particolarmente vulnerabili a periodi di glucosio basso e mantenere stabili i livelli di glucosio dovrebbe essere una parte importante del controllo del glucosio.
Effetto notte
Per lo studio, i ricercatori hanno analizzato i livelli proteici nelle cellule retiniche umane e di topo e nelle retine intatte cresciute in un ambiente a basso contenuto di glucosio in laboratorio, così come nei topi che avevano occasionalmente un basso livello di zucchero nel sangue.
I ricercatori hanno scoperto che bassi livelli di glucosio nelle cellule retiniche umane e di topo hanno causato una cascata di cambiamenti molecolari che possono portare alla crescita eccessiva dei vasi sanguigni. In primo luogo, i ricercatori hanno visto che il glucosio basso ha causato una diminuzione della capacità delle cellule retiniche di abbattere il glucosio per produrre energia.
Quando i ricercatori hanno esaminato specificamente le cosiddette cellule gliali di Müller, che sono cellule di supporto per i neuroni nella retina e si basano principalmente sul glucosio per la produzione di energia, hanno scoperto che le cellule hanno aumentato l’espressione del gene GLUT1, che produce una proteina che trasporta glucosio nelle cellule.
I ricercatori hanno scoperto che, in risposta al basso livello di glucosio, le cellule aumentavano i livelli di un fattore di trascrizione, chiamato fattore ipossia-inducibile (HIF)-1. Ciò ha attivato il meccanismo cellulare, incluso GLUT1, necessario per migliorare la loro capacità di utilizzare il glucosio disponibile, preservando l’ossigeno limitato disponibile per la produzione di energia da parte dei neuroni della retina.
Tuttavia, in ambienti a basso contenuto di ossigeno, come accade nelle retine dei pazienti con malattia oculare diabetica, questa risposta normale e fisiologica al glucosio basso ha innescato un flusso di proteina HIF-1 nel nucleo delle cellule, il centro di controllo della cellula.
Alla radice del problema
Ciò ha comportato un aumento della produzione di proteine come VEGF e ANGPTL4, che causano la crescita di vasi sanguigni anormali e che perdono, il principale responsabile della perdita della vista nelle persone con malattia oculare diabetica.
I ricercatori hanno in programma di studiare se bassi livelli di glucosio nelle persone con diabete possono avere un impatto su percorsi molecolari simili in altri organi, come i reni e il cervello.
Sodhi afferma che il percorso HIF-1? può fungere da bersaglio efficace per lo sviluppo di nuovi trattamenti per la malattia oculare diabetica.
Altri ricercatori coinvolti nello studio includono Chuanyu Guo, Monika Deshpande, Yueqi Niu, Isha Kachwala, Haley Megarity, Taylor Nuse, Savalan Babapoor-Farrokhran, Michael Ramada, Jaron Sanchez, Neelay Inamdar e Thomas V. Johnson della Johns Hopkins; Miguel Flores-Bellver e Maria Valeria Canto-Soler dell’Università del Colorado; e Silvia Montaner dell’Università del Maryland.
Sodhi è un co-fondatore e detiene quote di HIF Therapeutics Inc. Questo accordo è stato esaminato e approvato dalla Johns Hopkins University in conformità con le sue politiche sui conflitti di interesse.
Il finanziamento per la ricerca è stato fornito dal National Eye Institute del National Institutes of Health (R01EY029750, R01EY025705, EY001765); Ricerca per prevenire la cecità; il Fondo di sviluppo CellSight; la Doni Solich Family Chair nella ricerca sulle cellule staminali oculari; e la Cattedra Branna e Irving Sisenwein in Oftalmologia.