Forskere finder ud af, at mitokondrier hos type 2-diabetespatienter er tilstoppet med defekte proteiner

Aldringssygdomme er forbundet med defekter i proteinsyntese og -foldning, herunder kræft, hjerte-kar-sygdomme og type 2-diabetes.

Tidligere undersøgelser har vist, at hos patienter med type 2-diabetes folder proteiner sig forkert i de insulinproducerende β-celler, der findes i bugspytkirteløerne. Den resulterende stress menes primært at være lokaliseret i det endoplasmatiske reticulum, et organel, der er ansvarlig for produktion og distribution af proteiner i cellen. I sidste ende fører denne stress til celledød.

I et nyt studie offentliggjort i Nature Metabolism fandt forskere ved University of Michigan, at mitokondrier også akkumulerer fejlfoldede proteiner, hvilket fører til β-celledød. At vende denne proces kan hjælpe med at behandle type 2-diabetes.

Det var tidligere kendt, at to proteiner, insulin og amylin, ofte foldes forkert hos patienter med type 2-diabetes. Begge produceres af β-celler:

• Insulin sænker blodsukkerniveauet ved at hjælpe cellerne med at absorbere sukker.
• Amylin fremmer en følelse af mæthed efter at have spist.

Amylin kan danne amyloidaggregater i β-cellerne hos diabetikere, svarende til de amyloidplakker, der ses i hjernen ved Alzheimers sygdom.

"Disse to proteiner har længe været det eneste, der er blevet undersøgt i øceller fra mennesker med diabetes," sagde Dr. Scott Suleimanpour, professor i diabetesforskning og direktør for Michigan Diabetes Research Center.
"Vi ønskede at gribe dette spørgsmål an uden bias og identificere alle de fejlfoldede proteiner i disse celler."

Ved at sekventere gener og proteiner i raske og diabetiske β-celler fandt forskerne, at de forsvarssystemer, der er ansvarlige for at fjerne fejlfoldede mitokondrielle proteiner, ikke aktiveres ved type 2-diabetes.

Især niveauet af proteinet LONP1, som er ansvarligt for at fjerne beskadigede eller fejlfoldede proteiner, blev fundet at være reduceret i celler fra donorer med diabetes.

"Selvom LONP1 tidligere har været forbundet med sjældne mitokondriesygdomme, er dette det første studie, der viser dets rolle i type 2-diabetes," sagde Suleimanpour.

For at bekræfte deres resultater sammenlignede forskerne mus med og uden et aktivt LONP1-system. Mus uden LONP1 havde højere glukoseniveauer og færre β-celler. Disse defekter blev vendt ved at genintroducere LONP1, hvilket tyder på, at målretning af dette system kunne være en ny terapeutisk mulighed.

"Det er tydeligt, at personer med type 2-diabetes har problemer med at fjerne forkert foldede proteiner," tilføjede Suleimanpour.
"Det næste skridt er at finde lægemidler, der kan hjælpe med at folde eller fjerne disse proteiner korrekt."

Gruppen er også interesseret i at studere tidsforløbet for type 2-diabetes. Da sygdommen ofte udvikler sig hos voksne, spekulerer forskerne i, at fejlfoldede proteiner kan ophobes over tid og i sidste ende overvælde β-cellerne, hvilket fører til sygdom. Tidlig intervention kan derfor være afgørende.