Immagine: Emrah Altindis e C. Ronald Kahn. Credit:
Ogni cellula del corpo risponde all’insulina ormonale e, se questo processo inizia a fallire, si sviluppa il diabete. In una scoperta inaspettata, gli scienziati del Joslin Diabetes Center hanno identificato quattro virus che possono produrre ormoni insulino-simili che sono attivi sulle cellule umane. La scoperta offre nuove possibilità per rivelare meccanismi biologici che possono causare diabete o cancro.
“La nostra ricerca può aiutare ad aprire un nuovo campo che potremmo chiamare endocrinologia microbica“, dice Emrah Altindis, ricercatore Joslin e autore principale di un articolo pubblicato sulla rivista PNAS. ” Abbiamo dimostrato che questi peptidi virali simili a insulina possono agire su cellule umane e roditrici.Grazie al numero molto grande di peptidi microbici a cui siamo esposti, c’è una nuova finestra per le interazioni ospite-microbo. Speriamo che lo studio di questi processi possa aiutarci a capire meglio il ruolo dei microbi nella malattia umana “.
“In effetti, la scoperta degli ormoni virali simili all’insulina fa sorgere la domanda su quale possa essere il loro ruolo nel diabete, così come nelle malattie autoimmuni, il cancro e altre condizioni metaboliche“, afferma C. Ronald Kahn, Capo accademico Joslin e autore senior dell’ articolo.
L’idea chiave per l’indagine è arrivata quando Altindis, la cui precedente ricerca si è concentrata sulla creazione di vaccini contro i batteri, ha partecipato a un seminario Joslin dove si è discusso delle potenziali cause della reazione autoimmune che guida il diabete di tipo 1.
( Vedi anche:Nuova speranza per la cura del diabete di tipo 1).
Analizzando ampi database di ricerca pubblica che contengono sequenze genomiche virali, lui ei suoi colleghi del Joslin hanno scoperto che vari virus possono produrre peptidi simili in tutto o in parte a 16 ormoni umani e proteine regolatrici.
“Ciò che realmente ha attirato la nostra attenzione sono stati quattro virus che avevano sequenze insulino-simili“, dice Kahn, che è anche Professor of Medicine presso la Harvard Medical School.
Questi virus provenivano da una famiglia di virus noti per infettare i pesci. Per scoprire se potevano essere attivi nei mammiferi, il team Joslin ha collaborato con Richard DiMarchi, Professore di chimica presso l’Indiana University, il cui laboratorio ha sintetizzato chimicamente questi peptidi simili a insulina virale (VILP).
Sperimentando nel topo e nelle cellule umane, gli scienziati hanno studiato se i VILP potessero agire come ormoni. I loro esperimenti hanno dimostrato che i VILP potevano effettivamente legarsi ai recettori e ai recettori dell’insulina umana per un ormone strettamente correlato chiamato IGF-1 (fattore di crescita insulino-simile 1), le proteine critiche sulle cellule che dicono loro di assumere glucosio e crescere. Inoltre, i peptidi potrebbero stimolare tutte le vie di segnalazione all’interno delle cellule che sono stimolate dall’insulina umana e dall’IGF-1. I topi iniettati con i peptidi virali mostravano livelli più bassi di glucosio nel sangue, un altro segno di azione dell’insulina. Inoltre, l’analisi dei database di virus trovati nell’intestino umano ha dimostrato che gli esseri umani sono esposti a questi virus.
“Questi virus sono noti per infettare pesci e anfibi, ma non sono noti per infettare gli esseri umani”, sottolinea Kahn. “Tuttavia, è possibile che gli esseri umani vengano esposti a questi virus solo mangiando pesce, ma nessuno ha controllato direttamente se in determinate condizioni il virus potesse infettare le cellule o essere almeno in parte assorbito attraverso l’intestino”.
Gli scienziati ora estenderanno la loro ricerca di altri virus che producono ormoni di natura umana. “Questa scoperta è la punta di un iceberg”, dice Kahn. “Si pensa che ci siano più di 300.000 virus che possono infettare o essere trasportati nei mammiferi, e solo 7.500 di questi o circa il 2,5%, sono stati sequenziati, quindi ci aspettiamo sicuramente di trovare molti più ormoni virali, incluso più insuline virali, in futuro”.
“Questa ricerca apre anche una nuova strada per studiare il diabete di tipo 1 e l’autoimmunità”, dice il ricercatore. “Può darsi che queste o molecole simili a insulina microbica possano essere un fattore scatenante ambientale per avviare la reazione autoimmune nel diabete di tipo 1 e dall’ altra parte, si potrebbe anche immaginare che ciò potrebbe desensibilizzare la risposta immunitaria e potrebbe essere protettivo”.
Una domanda simile è aperta per le malattie metaboliche come il diabete di tipo 2 e l’obesità, in cui il corpo non risponde correttamente all’insulina. “Potresti immaginare che questi peptidi virali potrebbero proteggere o contribuire all’insulino-resistenza”, dice Kahn.
Questi o simili virus potrebbero anche essere un fattore nello sviluppo di alcuni tumori umani. “Se questi virus sono all’interno dell’intestino, i VILP che producono possono stimolare la crescita delle cellule intestinali in modo da ottenere polipi o tumori dell’intestino?”. chiede Kahn. “O se sono assorbiti o diventano contagiosi, potrebbero infettare qualsiasi organo nel corpo?”.
L’analisi di tali peptidi virali potrebbe alla fine aiutare le case farmaceutiche a progettare nuove forme di insuline umane sintetizzate. “Potremmo ad esempio, produrre insuline che non hanno bisogno di refrigerazione e possono essere conservate per lunghi periodi di tempo o insuline che vengono assorbite più rapidamente o degradate più lentamente”, suggerisce il ricercatore.
Data la precedente ricerca di Altindis sulle malattie infettive piuttosto che sull’endocrinologia, “la nostra scoperta fornisce un esempio di come il lavoro in un campo può stimolare il pensiero in un altro campo”, aggiunge Kahn. “Sottolinea davvero l’importanza della fertilizzazione incrociata nel processo di scoperta scientifica, che è così prezioso ma così sottovalutato”.
Fonte: EurekAlert
