Een studie in de Tijdschrift voor biologische chemie beschrijft een nieuwe manier om de leeftijd van insuline-opslagpakketten te bepalen, bekend als korrels, en werpt licht op hoe hun leeftijd hun vrijlating in de bloedbaan beïnvloedt. De bevindingen kunnen experts helpen diabetes beter te begrijpen en therapieën ervoor af te stemmen.

Insuline is een hormoon dat het suikergehalte regelt, of glucose, in de bloedbaan. Het wordt door de alvleesklier uitgescheiden in de bloedbaan wanneer de bloedsuikerspiegel stijgt. Wanneer insuline in de bloedbaan circuleert, spieren en andere cellen absorberen glucose om het als brandstof te gebruiken, en dus daalt de bloedsuikerspiegel. Bij diabetes type 2, voorheen bekend als ouderdomsdiabetes, dit proces mislukt. Glucose hoopt zich op in het bloed, ofwel omdat de alvleesklier niet genoeg insuline kan produceren om de suikerinname via de voeding bij te houden of omdat de klier gewoon niet werkt zoals zou moeten.

Ongeveer één op de tien Amerikanen en meer dan 415 miljoen mensen wereldwijd hebben diabetes, volgens de Centers for Disease Control and Prevention. Tot 95% van hen heeft type 2. Behandeling vereist vaak pijnlijke en frequente insuline-injecties of het gebruik van mechanische insulinepompen. Er is geen medicijn.

De onderzoekers merkten in hun paper op dat bestaande therapieën voor diabetes de insulinesecretie verhogen zonder rekening te houden met de leeftijd van de insulinekorrels. "Overeenkomstig, " Zij schreven, "deze benaderingen zijn slechts voor een korte periode effectief."

Insuline wordt geproduceerd door β-cellen van de pancreas en opgeslagen in insulinekorrels, die vervolgens worden georganiseerd in poelen en uiteindelijk worden uitgescheiden in de bloedbaan. Pools van jonge insulinekorrels hebben de voorkeur voor secretie boven pools van oude, om onduidelijke redenen.

De wetenschappers wiens werk werd gepubliceerd in JBC wilden meer weten over hoe pancreascellen onderscheid kunnen maken tussen pools met jonge of oude insulinekorrels.

"De huidige therapieën houden geen rekening met het bestaan ​​van zwembaden, " zei Melkam Kebede, een assistent-professor aan de Universiteit van Sydney die toezicht hield op de studie. "Door evolutie, de (pancreas)cellen hebben bepaald wat ze wel en niet afscheiden. Het begrijpen van het mechanisme en de moleculaire verschillen tussen de pools zal ons zeker naar iets zinvols leiden."

In hun krant de onderzoekers beschrijven een techniek die ze ontwikkelden om jongere insulinekorrels te onderscheiden van oudere. De wetenschappers plaatsten een fluorescerend eiwit, genaamd Syncollin-dsRedE5TIMER, in nieuw gecreëerde insulinekorrels en gebruikten een laser en detector om die marker te visualiseren. In jongere korrels, de markering straalt een groen fluorescerend licht uit; naarmate korrels ouder worden, de marker begint een rode fluorescentie uit te zenden.

De auteurs volgden de bewegingen van en andere veranderingen in insulinegranulaatpools en zagen dat, als voorspeld, zowel muizen- als menselijke cellen geven bij voorkeur jongere insulinekorrels af in de bloedbaan als reactie op glucose.

De onderzoekers gingen vervolgens op zoek naar meer informatie over hoe pancreascellen insulinekorrels in poelen sorteren en deze vrijgeven wanneer ze metabole stress ervaren. De zorg is dat, bij stress, "β-cellen kunnen mogelijk hun vermogen verliezen om jonge (korrels) van oude te onderscheiden, ’ schreven ze in hun krant.

Het team isoleerde β-cellen van muizen en simuleerde chronische lage, hoge en normale bloedsuikerspiegels en gevonden verschillende glucosespiegels bepalen welke pools van insulinekorrels, jong of oud, worden uitgescheiden. Ze zagen vergelijkbare resultaten toen ze een algemeen muismodel voor diabetes type 2 gebruikten, bekend als de db/db-muis.

Deze bevindingen zijn belangrijk, Kebede zei, omdat "alle medicijnen die de insulinesecretie beïnvloeden ... gewoon een korrel in de cel duwen en uiteindelijk falen."

Oudere insulinekorrels worden van nature afgebroken in normaal functionerende bètacellen, bekende hoofdauteur Belinda Yau van de Universiteit van Sydney, maar, bij suikerziekte, een groter percentage insulinegranulaatpools wordt uitgescheiden, en er is een mismatch in hoe ze worden vrijgegeven.

In staat zijn om insulinekorrels te visualiseren naarmate ze ouder worden en beter begrijpen hoe hun leeftijd hun secretie beïnvloedt, kan leiden tot de ontdekking van nieuwe biomarkers die de ontwikkeling van diabetes kunnen aangeven en kunnen helpen bij het creëren van therapieën voor type 2-diabetes.

"Als we kunnen begrijpen waaruit de korrels bestaan ​​en ze laten doen wat ze doen, we kunnen een manier bedenken om ons te richten op de dingen die hun afscheiding vertragen of versnellen, "zei Yau.