Согласно исследованию Northwestern Medicine, опубликованному в Cell Reports, усиление аутофагии — клеточного процесса, который разрушает и удаляет нефункциональные внутриклеточные компоненты, — в жировой ткани может помочь в лечении диабета.
Beclin 1 (Becn1) — белок, способствующий аутофагии, сенсибилизирует клетки к инсулину, воздействуя по молекулярному пути, в котором задействован гормон адипонектин. Как рассказывает Конгконг Хэ, Ph.D., доцент кафедры клеточной биологии и эмбриологии и первый автор исследования, хотя некоторые аспекты процесса требуют дальнейшего изучения, данный механизм можно использовать для лечения инсулинорезистентности при сахарном диабете.
По словам Хэ, которая также является членом Комплексного онкологического центра Роберта Х. Лурье Северо-Западного университета, если существует что-то, что способно имитировать или усиливать функцию адипонектина, оно может оказаться эффективным для терапии сахарного диабета.
Аутофагия играет ключевую роль в ряде процессов: удаление долгоживущих и неправильно свернутых белков, элиминация поврежденных органелл и регулирование роста и метаболизма. Основным регулятором аутофагии является специфический белок Beclin 1.
У здоровых организмов Beclin 1 активируется только в определенных стрессовых условиях, таких как недостаток питательных веществ или кислорода. Активация Beclin 1 запускает аутофагию — в результате происходит обновление неправильно функционирующих клеточных структур для смягчения воздействия стрессовых факторов, которые явились причиной данного процесса.
В предыдущем исследовании ученым из команды Хэ удалось создать генетическую линию мышей с мутацией Beclin 1, которая усиливала функционирование данного белка. Они обнаружили, что у таких мышей увеличилась продолжительность жизни, а также замедлилось старение сердца и почек. Кроме того, исследователи выявили, что у этих мышей была нарушена толерантность к глюкозе, однако чувствительность к инсулину оказалась значительно выше, чем у обычных мышей.
Как заявляет Хэ, у мышей наблюдалось нарушение снижения концентрации глюкозы в крови, а фенотип был схож с таковым при диабете 1-го типа; однако при введении им инсулина организм животных реагировал значительно лучше. У мышей было нарушено хранение инсулина, но авторы не могли понять, почему ткани животных обладали большей чувствительностью к инсулину.
В настоящем исследовании ученые анализировали кровь мышей, мутантных по белку Beclin 1, где был обнаружен высокий уровень адипонектина. По словам Хэ, этот гормон, секретируемый жировой тканью, способствует активации метаболического пути AMPK (АМФ-киназный путь) — главного регулятора, поддерживающего функционирование метаболизма. Генетический нокаут рецептора адипонектина предотвращал активацию AMPK и последующую сенсибилизацию к инсулиновому ответу, поэтому Хэ с соавт. попытались детально изучить данный механизм.
Они обнаружили, что ключевым пунктом оказался Beclin 1: у обычных мышей Beclin 1 в большинстве своем своём находится в связанном состоянии с другими ингибирующими молекулами, высвобождаясь только при активации. У мутантных мышей с усиленной аутофагией гораздо больше «свободного» Beclin 1, что способствует созданию большего пула белка для его перемещения в везикулы с адипонектином, облегчая их секрецию в кровь и улучшая чувствительность к инсулину.
По словам Хэ, чрезмерная активация Beclin 1 в секретирующих инсулин β-клетках может быть опасной, поскольку это снижает запасы инсулина, однако активация Beclin 1 и секреция адипонектина в жировых клетках может способствовать повышению чувствительности пациентов с сахарным диабетом к инсулину. Этого можно достичь с помощью низкомолекулярного агониста, который специфически активирует путь адипонектина, или путем периодической стимуляции аутофагии с помощью Beclin 1, или с помощью другого индуктора аутофагии, такого как голодание и физические упражнения.
Хэ предполагает, что метаболически активные ткани, такие как жировая, окажутся более чувствительными к аутофагии, чем β-клетки, хранящие инсулин. Поэтому идея ученых состоит в следующем: если человек практикует периодическое голодание или занимается спортом, это может способствовать активации аутофагии в жировой ткани раньше, чем в других частях тела, что оказаться полезным с точки зрения обмена веществ.