I mitocondri sono essenziali per generare l’energia che alimenta le cellule e ne favorisce il funzionamento.
I difetti mitocondriali, tuttavia, sono associati allo sviluppo di malattie come il diabete di tipo 2. I pazienti che soffrono di questo disturbo non sono in grado di produrre abbastanza insulina o di utilizzare l’insulina prodotta dal loro pancreas per mantenere il loro livello di zucchero nel sangue a livelli normali.
Diversi studi hanno dimostrato che le cellule β pancreatiche produttrici di insulina dei pazienti con diabete hanno mitocondri anomali e non sono in grado di generare energia. Tuttavia, questi studi non sono stati in grado di spiegare perché le cellule si comportassero in questo modo.
In uno studio pubblicato su Science, i ricercatori dell’Università del Michigan hanno utilizzato i topi per dimostrare che i mitocondri disfunzionali innescano una risposta che influenza la maturazione e la funzionalità delle cellule β.
“Volevamo determinare quali percorsi sono importanti per mantenere una corretta funzionalità mitocondriale”, ha affermato Emily M. Walker, Ph.D, Professoressa associata di ricerca in medicina interna e prima autrice dello studio.
Per riuscirci, il team ha danneggiato tre componenti essenziali per la funzione mitocondriale: il DNA, un percorso utilizzato per eliminare i mitocondri danneggiati e un percorso che mantiene un pool sano di mitocondri nella cellula.
“In tutti e tre i casi, è stata attivata la stessa identica risposta allo stress, che ha fatto sì che le cellule β diventassero immature, smettessero di produrre abbastanza insulina e sostanzialmente smettessero di essere cellule β”, ha affermato Walker.
“I nostri risultati dimostrano che i mitocondri possono inviare segnali al nucleo e cambiare il destino della cellula“, ha aggiunto.
I ricercatori hanno confermato le loro scoperte anche sulle cellule delle isole pancreatiche umane. La disfunzione mitocondriale colpisce diversi tipi di cellule. I risultati hanno spinto il team ad ampliare la ricerca ad altre cellule colpite dal diabete.
“Il diabete è una malattia multisistemica: si aumenta di peso, il fegato produce troppo zucchero e i muscoli ne risentono. Ecco perché abbiamo voluto esaminare anche altri tessuti“, ha affermato Scott A. Soleimanpour, MD, Direttore del Michigan Diabetes Research Center e autore principale dello studio.
Il team ha ripetuto i suoi esperimenti sui topi nelle cellule epatiche e nelle cellule che immagazzinano grasso e ha visto che veniva attivata la stessa risposta allo stress. Entrambi i tipi di cellule non erano in grado di maturare e funzionare correttamente.
“Sebbene non abbiamo testato tutti i possibili tipi di cellule, crediamo che i nostri risultati potrebbero essere applicabili a tutti i diversi tessuti interessati dal diabete“, ha affermato Soleimanpour.
Invertire il danno mitocondriale potrebbe aiutare a curare il diabete.
Indipendentemente dal tipo di cellula, i ricercatori hanno scoperto che il danno ai mitocondri non causava la morte cellulare.
Questa osservazione ha fatto emergere la possibilità che, se si fosse riusciti a invertire il danno, le cellule avrebbero potuto funzionare normalmente.
Per farlo, i ricercatori hanno utilizzato un farmaco chiamato ISRIB che bloccava la risposta allo stress. Hanno scoperto che dopo quattro settimane, le cellule β hanno riacquistato la capacità di controllare i livelli di glucosio nei topi.
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“Perdere le cellule β è il percorso più diretto per contrarre il diabete di tipo 2. Grazie al nostro studio, ora abbiamo una spiegazione di cosa potrebbe accadere e di come possiamo intervenire e risolvere la causa principale”, ha affermato Soleimanpour.
Il team sta lavorando per analizzare più approfonditamente i percorsi cellulari interrotti e spera di riuscire a replicare i risultati nei campioni cellulari di pazienti diabetici.
Fonte: Science