Nemecký ústav výživy ľudí Postupim-Rehbrücke Podrobnosti Domov
Niekoľko rokov pred diagnostikovaním cukrovky typu 2 možno u postihnutých zistiť epigenetické zmeny na ostrovoch Langerhans v pankrease. Zaisťujú, aby niektoré gény mali inú aktivitu ako u zdravých ľudí. V štúdii vedci z DZD a DIfE objavili 105 takýchto zmien v ľudských krvinkách. Výsledky boli teraz publikované v časopise Diabetes. Tieto objavy by mohli pomôcť vyvinúť ďalšie diagnostické markery pre diabetes 2. typu.
Prof. Dr. Annette Schürmann a Dr. Meriem Ouni v otvorenom laboratóriu oddelenia experimentálnej diabetológie. (Foto: David Ausserhofer/DIfE)
Pri vzniku cukrovky 2. typu hrá úlohu niekoľko príčin. Patria sem dedičná predispozícia, epigenetické faktory, strava s vysokým obsahom tukov a cukrov, nadváha a nedostatok pohybu. Aby sa zabránilo rozvoju metabolického ochorenia, je dôležité včas identifikovať ľudí so zvýšeným rizikom ochorenia. Pretože vývoj cukrovky môže viesť aj k funkčným poruchám Langerhansových ostrovčekov v pankrease, výskumníci z Nemeckého ústavu pre výskum výživy (DIfE) Potsdam-Rehbrücke a Nemeckého centra pre výskum cukrovky (DZD) skúmali, či existujú epigenetické zmeny Langerhansových ostrovčekov, ktoré súvisia s rozvojom cukrovky. K štúdii prispela aj univerzita v Lunde.
Myši náchylné na cukrovku majú 497 epigenetických zmien
„Naším cieľom bolo identifikovať skoré zmeny v metylácii DNA a vzore expresie na ostrovoch Langerhans u myší náchylných na cukrovku a potom skontrolovať, ktoré z nich je možné zistiť aj v ľudskej krvi pred diagnostikovaním cukrovky,“ vysvetľuje Prof . DR. Annette Schümann, hovorkyňa DZD a vedúca oddelenia experimentálnej diabetológie na DIfE, ktorá je translačným výskumným prístupom. Za týmto účelom boli obézne myši kŕmené päť kalorickou stravou a rozdelené na zvieratá náchylné na diabetes a odolné voči cukrovke na základe množstva pečeňového tuku a hladiny cukru v krvi. Pre obe skupiny sa stanovili metylácie DNA a vzory expresie na ostrovoch Langerhans. „Podarilo sa nám identifikovať 497 kandidátskych génov, ktoré sa líšili z hľadiska ich expresie aj metylácie DNA,“ hovorí prvý autor Dr. Meriem Ouni.
Náš široký a translačný výskumný prístup identifikoval množstvo zaujímavých génov, ktorých expresia a zmenená metylácia DNA sú spojené s neskoršou diagnózou cukrovky. Prof. Dr. Annette Schürmann, vedúca oddelenia experimentálnej diabetológie
Potenciálne nové diagnostické markery pre cukrovku 2. typu
V ďalšom kroku vedci hľadali podobné epigenetické zmeny v krvných bunkách účastníkov štúdie EPIC Potsdam (270 kontrol a 270 náhodných prípadov cukrovky typu 2 v priemere 3,8 roka pred diagnózou). Zistili zmenené úrovne metylácie DNA u 105 génov, ktoré súviseli s neskoršou diagnózou cukrovky. Väčšinu z týchto zmien možno pozorovať aj na ostrovoch Langerhans u pacientov s cukrovkou 2. typu. Výskumný tím predpokladá, že väčšina modifikácií metylácie DNA, ktoré je možné zistiť v krvi pred diagnostikovaním, bude prítomná aj na ostrovoch Langerhans neskôr v priebehu choroby.
„Náš široký a translačný výskumný prístup identifikoval množstvo zaujímavých génov, ktorých expresia a zmenená metylácia DNA sú spojené s neskoršou diagnózou cukrovky,“ hovorí Schürmann. „U ľudí je možné zistiť 105 takýchto epigenetických zmien v krvných bunkách niekoľko rokov pred diagnostikovaním cukrovky. To môže v budúcnosti otvoriť možnosť využiť niektoré z týchto zmien ako diagnostické markery pre diabetes 2. typu. ““
Vedci ďalej chcú preskúmať, či diéty alebo určité lieky môžu upraviť nepriaznivé vzorce metylácie DNA. Chcú tiež skontrolovať, či sa identifikované markery líšia v rôznych podtypoch cukrovky.
Epigenetika
skúma vlastnosti génov, ktoré neodhaľuje samotná DNA, ale jej pripravenosť na čítanie. Epigenetické informácie sú prenášané metylovými skupinami alebo inými biomolekulami, ktoré rovnako ako chemické zámky popierajú alebo umožňujú prístup k určitým sekvenciám DNA, a tým riadia ich aktiváciu. Pôsobia ako akýsi prepínač v genóme, ktorý gén zapína alebo vypína. Súčasné výskumy naznačujú, že životný štýl môže tiež viesť k epigenetickým zmenám.
literatúry
Ouni, M., Saussenthaler, S., Eichelmann, F., Jähnert, M., Stadion, M., Wittenbecher, C., Rönn, T., Zellner, L., Gottmann, P., Ling, C., Schulze, MB, Schürmann, A.: Epigenetické zmeny na ostrovoch Langerhans predchádzajúce vzniku cukrovky. Cukrovka (2020).