Σηματοδοτικά μονοπάτια επιβίωσης των παγκρεατικών β-κυττάρων: Μελετώντας τους μηχανισμούς απόπτωσης των β-κυττάρων για την αντιμετώπιση του Σακχαρώδους Διαβήτη

Η απόπτωση ή ο προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος είναι ένα ενδογενές πρόγραμμα κυτταρικής «αυτοκτονίας», απαραίτητο για την φυσιολογική ανάπτυξη των πολυκύτταρων οργανισμών, την ομοιόσταση των ιστών και την άμυνα έναντι παθογόνων μικροοργανισμών. Η απόπτωση προκαλεί σήμερα ιδιαίτερο ενδιαφέρον, καθώς οποιαδήποτε διαταραχή της ρύθμισής της, μπορεί να οδηγήσει στον καρκίνο, σε αυτοάνοσα και σε εκφυλιστικά νοσήματα. Υπάρχουν ασθένειες που σχετίζονται με μειωμένη απόπτωση, όπως οι νεοπλασίες, και οι αυτοάνοσες διαταραχές (ερυθηματώδης λύκος, ρευματοειδής αρθρίτιδα), και ασθένειες που σχετίζονται με αυξημένη απόπτωση, όπως το AIDS, νευροεκφυλιστικές διαταραχές (Alzheimer, Parkinson και Huntington) και ο Σακχαρώδης Διαβήτης.
 

Το μεταβολικό σύνδρομο του Σακχαρώδη Διαβήτη είναι η παθολογική κατάσταση στην οποία ο οργανισμός αδυνατεί να ρυθμίσει τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα, με αποτέλεσμα την χρόνια υπεργλυκαιμία και τις επιπτώσεις της. Σήμερα διακρίνουμε δύο τύπους διαβήτη. Τον τύπου 1, ο οποίος αποτελεί αυτοάνοσο νόσημα καθώς το ανοσοποιητικό σύστημα επιτίθεται και καταστρέφει τα ινσουλινοπαραγωγά παγκρεατικά β-κύτταρα του ίδιου του ασθενούς και τον διαβήτη τύπου 2, ο οποίος έχει λάβει διαστάσεις επιδημίας (περίπου 2 .000.000 διαβητικοί τύπου 2 παγκοσμίως και υπολογίζεται ότι ο αριθμός τους θα φθάσει τα 43 .000.000 το 2030). Σήμερα, η επικρατούσα άποψη είναι ότι ο διαβήτης τύπου 2 οφείλεται στη σταδιακή μείωση της μάζας των β-κυττάρων λόγω αυξημένης κυτταρικής απόπτωσης. Η διατήρηση της μάζας των β-κυττάρων είναι αποτέλεσμα της ισορροπίας μεταξύ νεογέννεσης, πολλαπλασιασμού και απόπτωσης των κυττάρων. Υπό διαβητικές συνθήκες η ισορροπία αυτή μετατοπίζεται προς όφελος της κυτταρικής απόπτωσης με αποτέλεσμα την σταδιακή μείωση της μάζας των β-κυττάρων στα παγκρεατικά νησίδια του Lagerhans. Έχει δειχθεί ότι μάζα των β-κυττάρων κατά τα τελικά στάδια της νόσου μπορεί να είναι μειωμένη έως και 0%. Η χρόνια υπεργλυκαιμία προκαλεί δυσλειτουργία και απόπτωση των β-κυττάρων μέσω πληθώρας μηχανισμών στους οποίους αναφερόμαστε συλλογικά ως τοξικότητα της γλυκόζης. Οι μοριακοί μηχανισμοί οι οποίοι διέπουν την διεργασία αυτή δεν είναι πλήρως κατανοητοί.

Το «Εργαστήριο Βιοχημείας/Παθοβιολογίας Κυττάρων και Εξωκυττάριου Χώρου» χρησιμοποιεί in vitro κυτταρικά συστήματα (κυτταροκαλλιέργειες) στα οποία μελετά τη γονιδιακή έκφραση και κυτταρική σηματοδότηση σε παθολογικές καταστάσεις που σχετίζονται με διαταραχές του μεταβολισμού. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί ο σακχαρώδης διαβήτης. Η ινσουλίνη που παράγεται και εκκρίνεται από τα β-κύτταρα επιδρά αυτοκρινώς και παρακρινώς και στα β-κύτταρα προωθώντας την κυτταρική επιβίωση. Έχει μελετηθεί το σηματοδοτικό μονοπάτι της ινσουλίνης και η αλληλεπίδραση του με το σηματοδοτικό μονοπάτι της νεφρίνης όπως και η ρύθμιση τους σε παγκρεατικά β-κύτταρα σε διαβητικές συνθήκες. Στόχος είναι η κατανόηση των μορικών μηχανισμών που οδηγούν στον εκφυλισμό των παγκρεατικών νησιδίων με σκοπό την ανάπτυξη στρατηγικής για την αναστολή της απόπτωσης των β-κυττάρων και της βελτίωσης της βιωσιμότητας των νησιδίων μετά από μεταμόσχευση. Οι εξελίξεις στη βιοτεχνολογία και στη βασική έρευνα προσφέρουν εκθετικά αυξανόμενα δεδομένα σχετικά με την κυτταρική λειτουργία και τις δυνατότητες παρέμβασης σε αυτήν. Για να μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα δεδομένα αυτά στην κατανόηση των φυσιολογικών λειτουργιών του οργανισμού και στην παθογένεια των διαφόρων νόσων, είναι απαραίτητη η «μετάφρασή» τους από το επίπεδο του κυττάρου στην καλλιέργεια, στο επίπεδο του ιστού και τελικά στο επίπεδο του οργανισμού.