Cukrzyca to grupa chorób metabolicznych wynikająca z nieprawidłowego wydzielania insuliny. Hormon ten produkowany jest przez komórki beta wysp trzustki (Langerhansa). Dzięki insulinie zwiększa się transport glukozy do wnętrza komórek, a jej poziom we krwi ulega obniżeniu. U chorych z cukrzycą trzustka wytwarza zbyt mało insuliny (cukrzyca typu 1) lub organizm chorego słabiej reaguje na jej normalną ilość (cukrzyca typu 2). W wyniku tych zaburzeń organizm nie jest w stanie przyswoić cukru dostarczanego mu wraz z pożywieniem, do komórek dociera za mało glukozy, zaś we krwi jest jej zbyt dużo. Dochodzi do stanu hiperglikemii.

W zależności od typu oraz stopnia zaawansowania choroby, cukrzycę leczy się różnymi metodami, jednak zawsze podstawowym celem terapii jest osiągnięcie poziomu cukru zbliżonego do wartości prawidłowych. Leczenie cukrzycy typu 1 polega głównie na podawaniu insuliny, ponieważ u podłoża tej choroby leży bezwzględny jej niedobór. Z kolei w cukrzycy typu 2 stosuje się leki ułatwiające działanie tego hormonu oraz nasilające jej wydzielanie z trzustki. Wciąż pojawiają się nowe doniesienia i wyniki badań naukowych, dzięki którym leczenie cukrzycy jest coraz skuteczniejsze, jednak jak dotąd nie znaleziono jeszcze sposobu na jej całkowite wyeliminowanie.

Od lat naukowcy szukają sposobu na odbudowę i zwiększenie liczby komórek beta wysp trzustkowych opowiadających za wydzielenie insuliny. Podobne zjawisko naturalnie ma miejsce np. w odpowiedzi na uszkodzenia lub w przypadku zwiększonego zapotrzebowania na insulinę (m.in. w czasie ciąży). Zainspirowani tą wiedzą naukowcy z Harvard Stem Cell Institute w Cambridge postanowili zbadać czynniki warunkujące ten proces. Naukowcy podawali myszom cząsteczki blokujące receptory insuliny na komórkach. Organizm gryzoni dostawał sygnał o wzmożonym zapotrzebowaniu na insulinę, w wyniku czego produkował większą liczbę komórek beta wysp trzustkowych.

Reakcja organizmów myszy wynikała z włączania i wyłączania szeregu genów kodujących białka, z których jedno, produkowane w wątrobie i komórkach tłuszczowych, wzbudziło największe zainteresowanie badaczy. Okazało się, że w odpowiedzi na czynnik blokujący receptory insuliny wydzielane jest białko hormonalne, które naukowcy nazwali betatrofiną (beta-odżywczy, beta-stymulujacy). Idąc dalej badacze zaobserwowali, że po wprowadzeniu dodatkowych kopii genu kodującego betatrofinę u gryzoni zachodzi ok. 30-krotnie szybsze namnażanie komórek beta trzustki (Ryc. 1). Po tygodniu myszy z wstrzykniętym genem miały dwa razy więcej komórek beta niż zwierzęta, którym nie aplikowano dodatkowych genów. Co więcej betatrofina wykazywała bardzo specyficzne działanie. Była aktywna jedynie w stosunku do komórek beta, a nie stymulowała proliferacji innych komórek trzustki ani wątroby. Okazało się, że także u zwierząt zdrowych hormon umożliwia bardziej precyzyjną kontrolę stężenia cukru we krwi, a gryzonie te wypadają w teście tolerancji glukozy lepiej niż osobniki zdrowe, nie poddawane działaniu betatrofiny.

Rycina 1. Mechanizm działania betatrofiny (Melton i wsp., 2013).

W toku badań okazało się, że hormon produkowany jest również w organizmie człowieka, co według naukowców daje nadzieję milionom ludzi na świecie na bardziej komfortowe życie. Zdaniem profesora Meltona, gdyby hormon można było stosować u ludzi, terapia polegałaby na cotygodniowej, comiesięcznej lub w najlepszym wypadku corocznej inikcji betatrofiny, zastępującej podawane kilka razy w ciągu dnia zastrzyki insuliny. Co więcej chorzy nie byliby narażeni na ewentualne powikłania, bo insulina produkowana przez nowo powstałe komórki beta, byłaby ich własną.

Odkrycie zespołu z Cambridge szybko wzbudziło zainteresowanie wielu firm biotechnologicznych i farmaceutycznych. Obecnie nad betatrofiną pracuje zespół z niemieckiego Evoteku, a licencją na hormon dysponuje koncern Janssen Pharmaceuticals. Zdaniem profesora Meltona produkcja betatrofiny przeznaczonej do testów na ludziach może zająć ok. 2 lat. Póki co naukowcy pracują nad zidentyfikowaniem receptora hormonu oraz zbadaniem mechanizmu jego działania. Przewiduje się, że do testów klinicznych preparat może trafić w ciągu 3-5 lat.

Anna Jasińska

Źródło: Yi P., Park J.-S., Melton D.A. Betatrophin: A Hormone that Controls Pancreatic β Cell Proliferation. Cell, 2013, http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2013.04.008.