Lo spiega uno studio sul DNA condotto dai ricercatori dell’Università di Cambridge
Uno studio sul DNA di oltre 55.000 persone in tutto il mondo ha fatto luce su come manteniamo livelli di zucchero nel sangue sani dopo aver mangiato, con implicazioni per la nostra comprensione di come il processo va storto nel diabete di tipo 2.
I risultati, pubblicati oggi su Nature Genetics , potrebbero aiutare a informare i futuri trattamenti del diabete di tipo 2, che colpisce circa 4 milioni di persone nel Regno Unito e oltre 460 milioni di persone in tutto il mondo.
Diversi fattori contribuiscono ad aumentare il rischio di diabete di tipo 2, come l’età avanzata, il sovrappeso o l’obesità, l’inattività fisica e la predisposizione genetica. Se non trattato, il diabete di tipo 2 può portare a complicazioni, tra cui problemi agli occhi e ai piedi, danni ai nervi e aumento del rischio di infarto e ictus.
Un attore chiave nello sviluppo della condizione è l’insulina, un ormone che regola i livelli di zucchero nel sangue – glucosio. Le persone che hanno il diabete di tipo 2 non sono in grado di regolare correttamente i loro livelli di glucosio, o perché non secernono abbastanza insulina quando i livelli di glucosio aumentano, ad esempio dopo aver mangiato, o perché le loro cellule sono meno sensibili all’insulina, un fenomeno noto come ‘resistenza all’insulina’.
La maggior parte degli studi fino ad oggi sulla resistenza all’insulina si sono concentrati sullo stato di digiuno, cioè diverse ore dopo un pasto, quando l’insulina agisce in gran parte sul fegato. Ma trascorriamo la maggior parte del nostro tempo a stomaco pieno, quando l’insulina agisce sui nostri muscoli e sui tessuti adiposi.
Si ritiene che i meccanismi molecolari alla base dell’insulino-resistenza dopo una cosiddetta “sfida al glucosio”, ad esempio una bevanda zuccherata o un pasto, svolgano un ruolo chiave nello sviluppo del diabete di tipo 2. Eppure questi meccanismi sono poco conosciuti.
Il professor Sir Stephen O’Rahilly, condirettore del Wellcome-MRC Institute of Metabolic Science presso l’Università di Cambridge, ha dichiarato: “Sappiamo che ci sono alcune persone con specifici disturbi genetici rari in cui l’insulina funziona in modo completamente normale a digiuno, dove agisce principalmente sul fegato, ma molto poco dopo un pasto, quando agisce principalmente su muscoli e grasso. Ciò che non è chiaro è se questo tipo di problema si verifichi più comunemente nella popolazione più ampia e se sia rilevante per il rischio di contrarre il diabete di tipo 2”.
Per esaminare questi meccanismi, un team internazionale di scienziati ha utilizzato i dati genetici di 28 studi, che comprendevano più di 55.000 partecipanti (nessuno dei quali aveva il diabete di tipo 2), per cercare varianti genetiche chiave che influenzassero i livelli di insulina misurati due ore dopo una bevanda zuccherata.
Il team ha identificato nuovi 10 loci – regioni del genoma – associati alla resistenza all’insulina dopo la bevanda zuccherata. Otto di queste regioni erano anche condivise con un rischio più elevato di diabete di tipo 2, evidenziando la loro importanza.
Uno di questi loci appena identificati si trovava all’interno del gene che codifica per GLUT4, la proteina critica responsabile dell’assorbimento del glucosio dal sangue nelle cellule dopo aver mangiato. Questo locus era associato a una ridotta quantità di GLUT4 nel tessuto muscolare.
Per cercare ulteriori geni che potrebbero svolgere un ruolo nella regolazione del glucosio, i ricercatori si sono rivolti a linee cellulari prelevate dai topi per studiare geni specifici all’interno e intorno a questi loci. Ciò ha portato alla scoperta di 14 geni che hanno svolto un ruolo significativo nel traffico di GLUT 4 e nell’assorbimento del glucosio, con nove di questi mai precedentemente collegati alla regolazione dell’insulina.
Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che questi geni hanno influenzato la quantità di GLUT4 trovata sulla superficie delle cellule, probabilmente alterando la capacità della proteina di spostarsi dall’interno della cellula alla sua superficie. Meno GLUT4 raggiunge la superficie della cellula, minore è la capacità della cellula di rimuovere il glucosio dal sangue.
La dott.ssa Alice Williamson, che ha svolto il lavoro mentre era una studentessa di dottorato presso il Wellcome-MRC Institute of Metabolic Science, ha dichiarato: “La cosa entusiasmante di questo è che mostra come possiamo passare da studi genetici su larga scala alla comprensione dei meccanismi fondamentali di come il nostro corpi funzionano – e in particolare come, quando questi meccanismi vanno male, possono portare a malattie comuni come il diabete di tipo 2”.
Dato che i problemi di regolazione della glicemia dopo un pasto possono essere un segno precoce di un aumento del rischio di diabete di tipo 2, i ricercatori sperano che la scoperta dei meccanismi coinvolti possa portare a nuovi trattamenti in futuro.
La professoressa Claudia Langenberg, direttrice del Precision Healthcare University Research Institute (PHURI) presso la Queen Mary University di Londra e professoressa di medicina computazionale presso il Berlin Institute of Health, in Germania, ha dichiarato: “I nostri risultati aprono una potenziale nuova strada per lo sviluppo di trattamenti per arrestare lo sviluppo del diabete di tipo 2. Mostra anche come gli studi genetici sui challenge test dinamici possano fornire importanti spunti che altrimenti rimarrebbero nascosti».
La ricerca è stata supportata da Wellcome, dal Medical Research Council e dal National Institute for Health and Care Research.