Forskere finner at mitokondrier hos pasienter med type 2-diabetes er tilstoppet med defekte proteiner

Aldringssykdommer er assosiert med defekter i proteinsyntese og -folding, inkludert kreft, hjerte- og karsykdommer og type 2 diabetes.

Tidligere studier har vist at hos pasienter med type 2-diabetes folder proteiner seg feil i de insulinproduserende β-cellene som finnes i øyene i bukspyttkjertelen. Det resulterende stresset antas å være primært lokalisert i endoplasmatisk retikulum, et organell som er ansvarlig for produksjon og distribusjon av proteiner i cellen. Til syvende og sist fører dette stresset til celledød.

I en ny studie publisert i Nature Metabolism fant forskere ved University of Michigan at mitokondrier også akkumulerer feilfoldede proteiner, noe som fører til β-celledød. Å reversere denne prosessen kan bidra til å behandle type 2 diabetes.

Det var tidligere kjent at to proteiner, insulin og amylin, ofte feilfoldes hos pasienter med type 2-diabetes. Begge produseres av β-celler:

• Insulin senker blodsukkernivået ved å hjelpe cellene med å absorbere sukker.
• Amylin fremmer en følelse av metthet etter å ha spist.

Amylin kan danne amyloidaggregater i β-cellene hos diabetikere, på samme måte som amyloidplakkene man ser i hjernen ved Alzheimers sykdom.

«Disse to proteinene har lenge vært det eneste som har blitt studert i øyceller fra personer med diabetes», sa Dr. Scott Suleimanpour, professor i diabetesforskning og direktør for Michigan Diabetes Research Center.
«Vi ønsket å ta en upartisk tilnærming til dette spørsmålet og identifisere alle de feilfoldede proteinene i disse cellene.»

Ved å sekvensere gener og proteiner i friske og diabetiske β-celler, fant forskerne at forsvarssystemene som er ansvarlige for å fjerne feilfoldede mitokondrielle proteiner, ikke aktiveres ved type 2 diabetes.

Spesielt ble det funnet reduserte nivåer av proteinet LONP1, som er ansvarlig for å fjerne skadede eller feilfoldede proteiner, i celler fra donorer med diabetes.

«Selv om LONP1 tidligere har vært knyttet til sjeldne mitokondrielle sykdommer, er dette den første studien som viser dens rolle i type 2-diabetes», sa Suleimanpour.

For å bekrefte funnene sine sammenlignet forskerne mus med og uten et aktivt LONP1-system. Mus uten LONP1 hadde høyere glukosenivåer og færre β-celler. Disse defektene ble reversert ved å gjeninnføre LONP1, noe som tyder på at det å målrette dette systemet kan være et nytt terapeutisk alternativ.

«Det er tydelig at personer med type 2-diabetes har problemer med å fjerne feilfoldede proteiner», la Suleimanpour til.
«Det neste trinnet er å finne medisiner som kan bidra til å folde eller fjerne disse proteinene riktig.»

Gruppen er også interessert i å studere tidsforløpet til type 2-diabetes. Fordi sykdommen ofte utvikler seg hos voksne, spekulerer forskerne i at feilfoldede proteiner kan akkumuleres over tid og til slutt overbelaste β-cellene, noe som fører til sykdom. Tidlig intervensjon kan derfor være nøkkelen.