Ученые научились восстанавливать функцию β-клеток поджелудочной железы, «ремонтируя» митохондрии

Повреждение митохондрий – характерный признак метаболических расстройств, в том числе диабета. Однако последствия наличия таких скомпрометированных органелл в клетках предсказать трудно.

До этого времени несколько исследований показали, что β-клетки поджелудочной железы, секретирующие инсулин, у пациентов с диабетом содержат аномальные митохондрии, не способные вырабатывать энергию. Влияние митохондрий на патогенез диабета было дополнительно подтверждено и другими открытиями. Однако все предыдущие исследования не смогли объяснить связь между дефектами митохондрий и дисфункцией β-клеток.

Этот пробел решили устранить сотрудники Мичиганского центра исследования диабета, которые провели отдельное исследование. Они повредили митохондрии тремя разными путями, включая ДНК, что в каждом случае привело к тому, что β-клетки стали незрелыми и переставали вырабатывать достаточное количество инсулина.

«Наши результаты демонстрируют, что митохондрии могут посылать сигналы в ядро и изменять судьбу клетки. В этом процессе задействована ретроградная сигнальная программа, которая ухудшает клеточную идентичность и зрелость β-клеток, а также других типов клеток», — пояснили исследователи.

Они воспроизвели свои эксперименты на адипоцитах и гепатоцитах мышей и наблюдали аналогичную реакцию на митохондриальный стресс: оба типа клеток утратили свои функции. Правда, независимо от типа клетки, повреждение митохондрий не вызывало их гибели. Это навело ученых на мысль о возможности восстановления функциональности клеток.

Для следующего этапа исследований на мышах они применили фармакологическую блокаду – ввели животным препарат под названием ISRIB, низкомолекулярный ингибитор ISR (integrated stress response), который нивелировал реакцию митохондрий на стресс. Через четыре недели β-клетки восстановили свою идентичность и способность к контролю уровня глюкозы.