Американские ученые выяснили, как нарушение процесса сворачивания белков в клетках поджелудочной железы способствует развитию диабета. Работа проясняет механизм, который приводит к повреждению и гибели бета-клеток, вырабатывающих инсулин, и открывает возможность для разработки новых методов терапии. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Чтобы белки в организме могли выполнять свои функции, их молекулы должны свернуться в правильную трёхмерную структуру. При развитии диабета этот процесс в бета-клетках поджелудочной железы нарушается. Предшественник инсулина, проинсулин, сворачивается неправильно, его дефектные молекулы накапливаются и вызывают клеточный стресс, который в итоге повреждает сами клетки. Ранее было известно, что ключевую роль в этом процессе играет белок-шаперон BiP, однако оставалось неясным, какие белки ему помогают.
Исследователи из Института Сэнфорда Бернэма Пребиса и Мичиганского университета сосредоточились на одном из белков-партнеров BiP – кошапероне p58IPK. В экспериментах на генетически модифицированных клеточных линиях и мышах ученые установили, что при отсутствии p58IPK в клетках накапливается значительно больше неправильно свернутого проинсулина, а производство нормального инсулина и его предшественника падает.
Дальнейшие тесты показали, что p58IPK и BiP должны работать в паре. Когда ученые восстанавливали выработку p58IPK в клетках, сворачивание проинсулина улучшалось, но только в присутствии BiP. В свою очередь, увеличение количества одного лишь белка BiP не могло компенсировать отсутствие его партнера p58IPK – эффективность процесса сворачивания почти не росла.
Открытие точного механизма координации между белками может лечь в основу нового подхода к лечению диабета. Существующие препараты в основном помогают тканям усваивать глюкозу или стимулируют поджелудочную железу вырабатывать больше инсулина, но не устраняют первопричину повреждения бета-клеток. По мнению авторов, если найти способ повлиять на совместную работу BiP и p58IPK, можно будет защитить клетки от разрушения на ранних стадиях заболевания.
