Μια νέα μελέτη του Northwestern Medicine έχει εντοπίσει χιλιάδες γενετικά μονοπάτια μέσω των οποίων το εσωτερικό ρολόι του οργανισμού αναλαμβάνει να υπαγορεύσει το πώς και πότε πρέπει το πάγκρεας να παράγει ινσουλίνη για τον έλεγχο του σακχάρου στο αίμα, οδηγώντας σε νέες θεραπείες για παιδιά και ενήλικες με διαβήτη.
Το κιρκαδικό ρολόι του οργανισμού συντονίζει συμπεριφορές, όπως τη λήψη φαγητού και τον ύπνο, καθώς και τη φυσιολογική δραστηριότητα, όπως τον μεταβολισμό, βασισμένο στον 24-ωρο κύκλο φωτός-σκότους της Γης. Υπάρχει ένας κυρίως ρολόι στον εγκέφαλο, καθώς και περιφερειακά ρολόγια που βρίσκονται σε επιμέρους όργανα. Όταν η γενετική, το περιβάλλον ή η συμπεριφορά διαταράξουν τη συγχρονία αυτών των ρολογιών, μεταβολικές διαταραχές μπορεί να αναπτυχθούν.
Σε προηγούμενη δημοσίευση στο Nature, οι ερευνητές του Northwestern Medicine έδειξαν ότι το κιρκαδικό ρολόι στο πάγκρεας είναι απαραίτητο για τη ρύθμιση της έκκρισης ινσουλίνης και την εξισορρόπηση των επιπέδων σακχάρου στο αίμα σε ποντίκια. Οι επιστήμονες απέδειξαν ότι η απορύθμιση του ρολογιού οδήγησε στην παχυσαρκία και διαβήτη τύπου 2.
«Γνωρίζαμε ότι το πάγκρεας δεν λειτουργεί αν αφαιρεθούν τα γονίδια που καθορίζουν το εσωτερικό ρολόι του οργάνου, αλλά δεν ξέραμε πώς τα γονίδια επηρεάζουν τη φυσιολογική λειτουργία του παγκρέατος», δήλωσε ο κύριος ερευνητής, Δρ Τζο Bass, επικεφαλής της ενδοκρινολογίας στο Πανεπιστήμιο Northwestern Feinberg School of Medicine και γιατρός στο Northwestern Medicine.
Τα γονιδίων του ρολογιού είναι υπεύθυνα για την παραγωγή μεταγραφικών παραγόντων, ειδικών πρωτεΐνών που βοηθούν ένα κύτταρο να λειτουργεί.
Στη νέα μελέτη, που δημοσιεύεται σήμερα στο Scienceη, o Bass αποκαλύπτει χιλιάδες γονίδια στο πάγκρεας που ελέγχουν τον ρυθμό του βάσης της καθημερινής περιστροφής του πλανήτη από το φως στο σκοτάδι.
“Έχουμε δημιουργήσει έναν νέο γονιδιακό χάρτη που δείχνει πώς το σύνολο των παραγόντων που δρουν στο πάγκρεας διατηρούν και προβλέπουν καθημερινές αλλαγές στο εξωτερικό περιβάλλον», δήλωσε ο Μπάσα. “Οι παράγοντες αυτοί είναι στενά δεμένοι με την περιστροφή της Γης και καθορίζουν το πότε κοιμόμαστε, ξυπνάμε, τρώμε και αποθηκεύουμε θρεπτικά συστατικά κάθε μέρα.”
Η ομάδα του Bass επικεντρώθηκε σε κύτταρα στο πάγκρεας ονομάζονται βήτα κύτταρα, τα οποία εκκρίνουν ινσουλίνη στην κυκλοφορία του αίματος για να βοηθήσουν το σώμα να απορροφήσει τη γλυκόζη σακχάρου που θα χρησιμοποιηθεί για να παραχθεί ενέργεια. Χρησιμοποιώντας ευρεία γονιδιακή τεχνολογία προσδιορισμού της αλληλουχίας βήτα κυττάρων με άθικτη αλλά και με διακεκομμένη την λειτουργία των γονιδίων του ρολογιού, οι επιστήμονες ήταν σε θέση να σχεδιάσουν το χάρτη των μεταγραφικών παραγόντων και των γονιδίων.
«Η μελέτη αυτή ενισχύει την ιδέα ότι τα ρολόγια που λειτουργούν στα κύτταρα των οργάνων είναι θεμελιώδους σημασίας για την υγεία», όπως δήλωσε ο Μπάσα και «Αντιπροσωπεύουν ένα σημαντικό ανεκμετάλλευτο στόχος για τη βελτίωση των λειτουργιών των κυττάρων στο πάγκρεας.”