Ny kunskap om hur typ 2-diabetes utvecklas
Ett internationellt forskarlag lett från Karolinska Institutet kan presentera ny kunskap om vad som händer när typ 2 diabetes utvecklas. Genom att studera insulinproducerande betaceller hos möss i realtid har de kunnat ringa in en viktig del i förloppet som leder till betacellernas död. Studien publiceras i tidskriften PNAS.
Vid diabetes typ-2 sker framför allt två saker i kroppen. I ett första skede blir cellerna insulinresistenta, alltså okänsliga för insulin. I nästa skede dör de insulinproducerande betacellerna, som finns i de Langerhanska cellöarna i bukspottkörteln. Exakt hur sjukdomen utvecklas är inte känt, men nu har forskare vid Karolinska Institutet tillsammans med kollegor från bland annat Singapore och USA bidragit med ännu en pusselbit.
Forskarna på Karolinska Institutet upptäckte redan för drygt tio år sedan att proteinet apoCIII (apolipoprotein CIII) är förhöjt vid diabetes. Det leder till en överaktivering av specifika kalciumkanaler i betacellens vägg, något som i nästa led ger för höga kalciumnivåer inne i betacellerna. Det är giftigt och gör att betacellerna dör. Effekten av apoCIII kan dock förhindras genom att blockera kalciumkanalerna.
I den nu aktuella studien har forskarna använt sig av möss med insulinresistens och diabetes typ-2. Mössen hade som följd av sjukdomen förhöjda nivåer av apoCIII i blodet. Detta apoCIII hade tillverkats i levern på mössen.
Betacellernas utveckling i realtid
Forskarna har sedan använt sig av en teknik de själva har utvecklat, där Langerhanska cellöar transplanteras till den främre ögonkammaren. Tekniken gör det möjligt att studera betacellernas utveckling i realtid. Till den ena ögat transplanterades normala Langerhanska cellöar som kunde producera apoCIII. Till det andra ögat transplanterades genetiskt förändrade öar som inte kunde producera apoCIII.
Forskarnas huvudfynd i den här studien är att betacellerna reagerade olika i dessa fall. Trots att öarna i båda ögonen exponerades för högt cirkulerande apoCIII i blodbanan uppvisade endast de öar som kunde producera apoCIII en inflammatorisk reaktion och därmed celldöd. I fallet med den genetiskt förändrade cellöarna som inte kunde producera apoCIII överlevde betacellerna.
– Det här visar att det är lokal produktion och lokalt förhöjda nivåer av apoCIII som har en skadlig påverkan på betacellerna. Fritt cirkulerande apoCIII gav inte en skadlig effekt, säger Lisa Juntti-Berggren, överläkare och professor vid Rolf Luft forskningscentrum för diabetes och endokrinologi vid institutionen för molekylär medicin och kirurgi på Karolinska Institutet.
Blockera produktionen av apoCIII lokalt
Forskarna går nu vidare med djurstudier för att undersöka möjligheten att blockera produktionen av apoCIII lokalt i de Langerhanska cellöarna.
– Målet är att utveckla en behandling där man kan hindra utvecklingen av diabetes typ 2 hos individer med hög risk för sjukdomen, till exempel hos dem med insulinresistens, säger Per-Olof Berggren, professor vid Rolf Luft forskningscentrum för diabetes och endokrinologi vid institutionen för molekylär medicin och kirurgi på Karolinska Institutet.
Den aktuella studien är finansierad med medel från Diabetesförbundet, Karolinska Institutet, Vetenskapsrådet, Novo Nordisk Fonden, Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, Skandia Försäkringsbolag, Insamlingsstiftelsen Diabetes Wellness, The Bert von Kantzow Foundation, Familjen Erling-Perssons Stiftelse, Svenska Diabetesstiftelsen, Lee Kong Chian School of Medicine, Nanyang Technological University Start-Up Grant, The Stichting af Jochnick Foundation och Diabetes Research Institute Foundation.
Publikation
Apolipoprotein CIII links islet insulin resistance to β-cell failure in diabetes
Karin Åvall, Yusuf Ali, Ingo B. Leibiger, Barbara Leibiger, Tilo Moede, Meike Paschen, Andrea Dicker, Elisabetta Daré, Martin Köhler, Erwin Ilegems, Midhat H. Abdulreda, Mark Graham, Rosanne M. Crooke, Vanessa S. Y. Tay, Essam Refai, Stefan K. Nilsson, Stefan Jacob, Lars Selander, Per-Olof Berggren, Lisa Juntti-Berggren
PNAS, 4 May 2015, doi: 10.1073/pnas.1423849112