La glicemia alta è una caratteristica distintiva del diabete di tipo 2 e la causa di molte delle complicazioni della malattia, tra cui insufficienza renale, malattie cardiache, e la cecità. La maggior parte dei farmaci per il diabete mirano a mantenere normali i livelli dello zucchero (glucosio) nel sangue e prevenire la glicemia alta controllando l’insulina.
Una nuova ricerca dalla University of Iowa mostra che un altro punto di controllo biologico, noto come il piruvato mitocondriale Carrier (MPC), è fondamentale per il controllo della produzione di glucosio nel fegato e potrebbe essere un nuovo bersaglio per farmaci per il trattamento del diabete.
Lo studio, condotto da Eric Taylor, PhD, assistente professore di biochimica, e pubblicato il 3 settembre sulla rivista Cell Metabolism, dimostra come la disattivazione del MPC riduce i livelli dello zucchero nel sangue in modelli murini (topi) di diabete di tipo 2.
Il glucosio è costituito principalmente nel fegato e richiede i mattoni molecolari per passare attraverso compartimenti specializzati cellulari chiamati mitocondri. I mitocondri utilizzano una piccola molecola chiamata piruvato come punto di partenza per la sintesi del glucosio, e il piruvato viene importato nei mitocondri attraverso il portale MPC.
Taylor e i suoi colleghi hanno dimostrato che disattivando il MPC nel fegato di topo si spegne questa importante via di produzione di glucosio. Tuttavia, poiché il glucosio è un combustibile cellulare critico, esistono meccanismi di “back-up”. Quando il MPC è stato disattivato nel fegato di topo, un altro meccanismo glucosio-produzione è stato attivato per compensarlo. Questo meccanismo alternativo utilizza molecole di proteine ??come i mattoni per il glucosio.
“Essenzialmente, quello che abbiamo trovato è che la distruzione del MPC rende il fegato meno efficiente e il glucosio di conseguenza, il fegato brucia più grasso per l’energia, rende meno colesterolo, e meno glucosio in modelli di diabete,” spiega Taylor , che è anche un membro del Fraternal Order of Eagles Diabetes Research Center presso l’interfaccia utente. “Questo cambiamento generale nel metabolismo corrisponde a risultati che sarebbero terapeuticamente auspicabili per le persone con diabete.”
La nuova ricerca si basa su un precedente lavoro di gruppo Di Taylor e altri, che ha individuato i geni per MPC. Nel nuovo studio, i ricercatori della UI utilizzano queste informazioni genetiche per interrompere l’attività specificamente del MPC in modelli animali. Essi hanno scoperto che interrompendo il MPC in topi normali non si determina bassi livelli di zucchero nel sangue, o ipoglicemia, che sarebbe importante per la sicurezza di qualsiasi nuovo trattamento mirato al MPC. In modelli murini di diabete di tipo 2, invece, la perdita delle attività MPC nel fegato riduce la glicemia alta e migliora la tolleranza al glucosio. Lo studio suggerisce inoltre che l’attività MPC contribuisce ai livelli di produzione di glucosio in eccesso e la glicemia alta nel diabete di tipo 2.
Il potenziale terapeutico colpendo la produzione di glucosio nel fegato è supportata dal fatto che la metformina, il trattamento più ampiamente utilizzato per il diabete di tipo 2, diminuisce anche la sintesi del glucosio nel fegato interrompendo il metabolismo mitocondriale, anche se l’esatto meccanismo alla base dell’azione di questo farmaco sui mitocondri risulta essere controverso.
Tuttavia, Taylor avverte che ulteriori ricerche saranno necessarie per determinare se inibendo l’attività MPC può rivelarsi un approccio sicuro per le terapie umane, soprattutto nelle persone sottoposti a livelli elevati di stress fisico o con altre complicazioni mediche.
Il team ha in programma di estendere i loro studi per le colture di cellule di fegato umano allo scopo di determinare se la disattivazione del MPC produce gli stessi effetti metabolici come si è visto negli studi sui topi, e per assicurarsi che inibendo questo punto di controllo non si producano effetti collaterali pericolosi.