تخفيف التوتر في خلايا بيتا يحمي من مرض السكري من النوع الأول

أظهرت دراسة جديدة أجرتها جامعة ويسكونسن ماديسون أن إزالة الجين الذي يتحكم في التوتر داخل خلايا بيتا المنتجة للأنسولين يلفت انتباه الجهاز المناعي.

هذا الإجراء وفر الحماية للفئران المعرضة للإصابة بالنوع الأول من مرض السكري من الإصابة بالمرض، وفق ما ذكره موقع ميديكال إكسبريس.

أمل جديد لعلاج السكري

ووجدت الدراسة أيضًا أن التغييرات المكتشفة في خلايا بيتا المعدلة لدى الفئران موجودة أيضًا في خلايا بيتا البشرية التي تمكنت من النجاة من موت خلايا بيتا الواسع النطاق الذي يميز مرض السكري من النوع الأول.

وهذا يمنح الباحثين الأمل في أن النتائج التي توصلوا إليها، والتي نشرت في مجلة Cell Metabolism، قد تشير إلى علاج جديد محتمل يمكن إعطاؤه في وقت مبكر جدا من تطور مرض السكري.

يصيب مرض السكري من النوع الأول ما يصل إلى 20 مليون شخص حول العالم، ويساهم في الإصابة بالجلوكوما وتلف الأعصاب وارتفاع ضغط الدم والسكتة الدماغية. وفي الولايات المتحدة، يؤدي ذلك إلى تقصير متوسط ​​العمر المتوقع بأكثر من عقد من الزمن.

مهمة كبيرة ومرهقة

وقالت فايزة إنجين، أستاذة الكيمياء الجزيئية الحيوية في جامعة ويسكونسن ماديسون، وكبيرة مؤلفي الدراسة الجديدة: «عندما نأكل، تنتج خلايا بيتا حوالي مليون جزيء من الأنسولين كل دقيقة للمساعدة في الحفاظ على مستويات السكر في الدم الطبيعية، إنها مهمة كبيرة ومرهقة، خاصة بالنسبة لجزء من خلايا بيتا تسمى الشبكة الإندوبلازمية».

تشبه الشبكة الإندوبلازمية طاقم مستودع الخلية، فهو يطوي جزيئات بروتين الأنسولين التي تنتجها خلية بيتا، ويعبئها لشحنها إلى أجزاء أخرى من الجسم.

وفي حال حدث خطأ ما في عملية طي البروتين، فإن عملية الشحن تعود أو حتى تتوقف، مما يؤدي إلى الضغط على الشبكة الإندوبلازمية.

ويعمل جين الاستجابة للضغط النفسي، المسمى Atf6، على تنشيط نفسه عندما تكافح الخلية مع البروتينات غير المطوية، لكن إذا لم يتمكن Atf6 من حل مشكلة طي البروتين، فإن الإجهاد المطول سيقتل الخلية في النهاية.

قام مختبر إنجين بتوليد مجموعة من الفئران المستعدة لمرض السكري دون وجود جين Atf6 في خلايا بيتا الخاصة بها.

وبدلا من مواجهة مصيرها المعتاد، تمت حماية تلك الفئران من مرض السكري.

ويشير تحليل الجينات التي تعبر عنها خلايا بيتا إلى أن الخلايا دخلت حالة تسمى الشيخوخة قبل الموعد المحدد بكثير.

الشيخوخة هي فترة من دورة حياة الخلية تتوقف فيها عن الانقسام وتوقف الأعمال الخلوية الطبيعية الأخرى.

يمكن أن تسبب الخلايا المسنة مشاكل للخلايا المجاورة عن طريق إطلاق جزيئات الرسائل الالتهابية التي تؤدي إلى استجابة الجهاز المناعي.

وقالت إنجين: «لقد أزلنا جين Atf6 في خلايا بيتا في البنكرياس في نموذج الفأر لدينا المصاب بداء السكري من النوع الأول، ولم يصابوا بالسكري، وبدلًا من الموت، يبدو أن هذه الخلايا تدخل بشكل غير متوقع في حالة الشيخوخة المبكرة التي بدأت استجابة مناعية مفيدة وساعدت الخلايا على النجاة من هجوم المناعة الذاتية».

يمكن أن يؤدي تلف الحمض النووي والتوتر والشيخوخة إلى ظهور الشيخوخة، مما قد يؤدي إلى استجابة الجهاز المناعي التي تنظف الخلايا الهرمة، وإذا فشل الجهاز المناعي في إزالة هذه الخلايا، فإنها تتراكم وتسبب الالتهابات والأمراض المزمنة.

يقول إنجين: «تُظهر خلايا بيتا التي لا تحتوي على Atf6 شيخوخة عابرة وتبدأ في إطلاق هذه المجموعة من البروتينات، بما في ذلك العامل المثبط لسرطان الدم، أو LIF، الذي يقوم بتجنيد خلايا مناعية وقائية تسمى الخلايا البلعمية M2».

البلاعم هي خلايا الدم البيضاء التي تأكل الأشياء، مسببات الأمراض، والأجسام الغريبة، والخلايا الميتة، التي لا تنتمي إلى الجسم.

في البنكرياس لدى الفئران المعطلة للبروتين Atf6، بدا أن الخلايا البلعمية M2 تعمل حول خلايا بيتا المتغيرة، مما يخفف الالتهاب ويساعد على تقليل تراكم الخلايا الهرمة الضارة الأخرى.

وأدى ذلك إلى أنسجة أكثر صحة وتحسين صحة خلايا بيتا ووظيفتها، مما أدى إلى تجنب الإصابة بمرض السكري من النوع الأول.

وقالت إنجين إن الأمر الأكثر إثارة هو مدى انعكاس نتائج الدراسة الجديدة على الفئران على الخلايا البشرية.

من خلال فحص الدم، يمكن للأطباء تحديد الأشخاص المعرضين لخطر الإصابة بمرض السكري من النوع الأول قبل أشهر من موت خلايا بيتا لديهم.

وقالت إنجين: «قد يكون هذا إطارًا زمنيا مثاليا لعلاج يعتمد على التثبيط الدوائي لـAtf6 أو تحفيز LIF والبروتينات المفرزة الأخرى، إذا تمكنا من الوصول إلى هناك في الوقت المناسب لحماية هذه الخلايا أثناء الشيخوخة العابرة، فقد نتمكن من منع ظهور مرض السكري».

في حين أن جميع خلايا بيتا تقريبًا تموت في مرض السكري، إلا أن القليل منها يبقى على قيد الحياة، على الرغم من أنه عدد قليل جدا بحيث لا يمكن اعتباره مصدرًا فعالًا للأنسولين.

ولمعرفة ما إذا كانت النتائج التي توصلوا إليها على الفئران يمكن تطبيقها على البشر، قام مختبر إنجين، بالتعاون مع متعاونين في جامعة كيس ويسترن ريزيرف، وجامعة بروكسل الحرة، وجامعة مانيتوبا، بدراسة عينات من خلايا بيتا مأخوذة من مرضى السكري.

وقالت إنجين: «في تلك الخلايا بيتا الباقية، وجدنا انخفاضًا في نشاط Atf6 ونمط التعبير الجيني للشيخوخة المبكرة، مما يشير إلى أن نفس العملية التي منعت الفئران من الإصابة بالسكري ربما عملت على حماية خلايا بيتا المتبقية في البشر».

ويأمل الباحثون في البناء على هذه النتائج من خلال التعمق أكثر في الدور والفوائد المحتملة للشيخوخة في مرض السكري من النوع الأول وأمراض أخرى.