Чтобы улучшить терапию сахарного диабета, исследователи из Женевского университета (UNIGE), Швейцария, определили белок под названием S100A9, который при определенных условиях действует как регулятор уровня сахара в крови и липидов, избегая при этом наиболее вредные побочные эффекты инсулина. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature Communications.
Актуальность проблемы
Инсулин, гормон, необходимый для регуляции сахара в крови и липидов, обычно вырабатывается β-клетками поджелудочной железы. Однако у многих людей с диабетом клетки поджелудочной железы не функционируют (или больше не функционируют), вызывая хронический и потенциально фатальный дефицит инсулина, который можно контролировать только путем ежедневных инъекций инсулина. Инъекции инсулина необходимы для выживания пациентов с диабетом 1 типа или тяжелой формой диабета 2 типа. Однако этот метод имеет серьезные побочные эффекты, включая повышенный риск угрожающей жизни гипогликемии, и он не восстанавливает метаболический баланс.
При недостаточной дозе это может привести к гипергликемии. Кроме того, инсулин участвует в контроле кетонов, элементов, которые вырабатываются, когда печень расщепляет липиды в отсутствие достаточных запасов глюкозы, которые становятся токсичными в слишком больших количествах. Длительное лечение инсулином вызывает избыток жира и холестерина в крови и, следовательно, увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний.
Материалы и методы обследования
Еще в 2010 году автор исследования Роберто Коппари (Roberto Coppari) обратил внимание на глюко- и липидорегуляторные свойства лептина, гормона, участвующего в борьбе с голодом.
Результаты научной работы
«Однако лептин оказался «трудным» для фармакологического применения для людей из-за развития резистентности к лептину», – объясняет Роберто Коппари. «Чтобы преодолеть эту проблему, мы переключили наше внимание на метаболические механизмы, запускаемые лептином, а не на сам гормон».
Эффективный белок, несмотря на его плохую репутацию
Ученые наблюдали изменения в крови мышей с дефицитом инсулина, которым они вводили лептин, и отмечали обильное присутствие белка S100A9.
«Этот белок имеет плохую репутацию, поскольку, когда он связывается со своим родственным белком S100A8, создает комплекс, называемый кальпротектином, который вызывает симптомы многих воспалительных или аутоиммунных заболеваний», – объясняет Роберто Коппари. «Однако, экспрессируя S100A9, мы можем, как это ни парадоксально, уменьшить его вредную комбинацию с S100A8, тем самым снижая уровень кальпротектина».
Затем исследователи ввели высокие дозы S100A9 инсулино-дефицитным мышам с диабетом и обнаружили улучшенное управление глюкозой и контроль кетонов и липидов, две метаболические аномалии, которые зачастую встречаются у людей с дефицитом инсулина.
«На людях предыдущие исследования уже показали, что повышенные уровни S100A9 коррелируют со сниженным риском диабета; следовательно, эти результаты еще больше укрепляют клиническую значимость наших данных. Таким образом, в настоящее время мы работаем над переходом к фазе I клинических испытаний на людях для непосредственного тестирования безопасности и эффективности S100A9 при дефиците инсулина», – добавляет Роберто Коппари.
На пути к комбинированным процедурам
Ученые также обнаружили, что белок S100A9 работает только в присутствии TLR4, рецептора, расположенного на мембране определенных клеток, включая адипоциты или клетки иммунной системы. В настоящее время исследователи работают над лечением, которое сочетало бы низкие дозы инсулина и S100A9 для лучшего контроля глюкозы и кетонов и ограничения побочных эффектов высоких доз инсулина.
«Мы также хотим расшифровать точную роль TLR4, чтобы предложить терапевтическую стратегию, которая обеспечивает тонкий баланс оптимального контроля уровня глюкозы в крови, кетонов и липидов», – объясняет Роберто Коппари.
Выводы
Ставки высоки: десятки миллионов людей ежедневно принимают инсулин на протяжении всей своей жизни – лечение, которое зачастую трудно сбалансировать как пациентам, так и лицам, обеспечивающим уход. Новая терапевтическая стратегия, предложенная Роберто Коппари, может значительно улучшить качество их жизни.
Авторы другого исследования утверждают, что незначительные изменения в молекулярной структуре предотвращают преддиабет у мышей.
