Як баріатрична хірургія відновлює секрецію інсуліну - прес-кімната Інсерм
Баріатрична хірургія є ефективним засобом лікування важкого ожиріння, але також покращує супутні захворювання, включаючи діабет 2 типу (T2DM). Деякі хірургічні методи здатні нормалізувати рівень цукру в крові хворих на цукровий діабет протягом декількох днів, незалежно від втрати ваги. Цей гострий ефект хірургічного втручання пояснюється відновленням дефіциту секреції інсуліну перед операцією у цих пацієнтів. Основні механізми недостатньо вивчені. Проте молекулярний підпис цього ремонту спостерігається після баріатричної хірургії як у циркулюючій крові моделі діабетичної миші, так і у пацієнтів з Т2ДМ, які перенесли операцію, рівень цукру в крові яких нормалізувався. Такі висновки дослідження, проведеного професором Фабріціо Андрееллі (Університет Сорбони/Інсерм/Лікарня Піті-Сальпетрієр AP-HP) [1], опубліковане в EBioMedicine 30 липня 2020 року і відповідає дипломній роботі доктора Хлое Амуяла.
Цукровий діабет 2 типу (T2DM) є дедалі частішою патологією, лікування якої є складним. Ця патологія, розвиток якої паралельно патології ожиріння, по суті включає зменшення ендогенної секреції інсуліну, яку важко покращити. Таким чином, незважаючи на досить велику групу гіпоглікемічних методів лікування (здатних знижувати рівень цукру в крові), багато пацієнтів залишаються неврівноваженими. Пошук нових методів лікування для поліпшення балансу довготривалого діабету, зокрема секреції інсуліну, є важливою метою діабетології.
Вже в 1990-х роках було доведено, що тип баріатричної хірургії, шлунковий шунтування за методом Roux-en-Y або RYGBP (метод, що виключає більшу частину шлунка, дванадцятипалої кишки та проксимальної частини тонкої кишки харчового ланцюга) може за кілька днів до будь-якої значної втрати ваги поліпшити або навіть усунути T2DM. Цей гострий вплив RYGBP на глюкозу в крові не виявляється в техніках без анатомічних змін кишечника (наприклад, шлункової смуги), що свідчить про те, що хірургічна установка, проведена під час RYGBP, має специфічний вплив на секрецію кишечника. Інсуліну незалежно від ваги втрата.
Щоб зрозуміти, як секреція інсуліну була відновлена за допомогою баріатричної хірургії, дослідники проаналізували зміни рівня цукру в крові та секреції інсуліну на підходящій моделі миші [2].
Рисунок 1A: Техніка шлункового шунтування у людей - Рисунок 1B: Еквівалент миші, розроблений групою професора Фабріціо Андрееллі
Як не цікаво, як не дивно, команда виявила, що в цій моделі діабет зник після операції, незважаючи на збереження ожиріння завдяки збільшенню кількості інсуліну в острівцях підшлункової залози (клітинах підшлункової залози, що виробляють інсулін) і значному поліпшенню секреція інсуліну. Таким чином, ці результати показали in vivo та in vitro поліпшення функціональності острівців підшлункової залози.
Автори виявили механістичні підстави для пояснення цього відновлення секреції інсуліну шляхом аналізу експресії генів на острівцях підшлункової залози. Вони показали, що приблизно 193 гени, важливі для регуляції секреції інсуліну, нормалізували експресію після одужання від діабету.
Правильна експресія генів за допомогою хірургічного втручання
Багато факторів можуть регулювати експресію генів, і серед них малі молекули, які називаються некодуючими мікроРНК (mIRs). Кожен тип клітин (але також циркулююча кров) містить сотні mIRs, які постійно взаємодіють з генами та модулюють їх експресію відповідно до потреб організму. Аналіз 400 mIRs, що виявляються на острівцях підшлункової залози, показав, що 27 з них регулюються по-різному за допомогою баріатричної хірургії, і що 4 з них, швидше за все, є основними регуляторами експресії значної частини 193 генів.
Тоді було важливо дослідити, чи задіяні такі механізми у людини. Ось чому група визначила, що в циркулюючій крові пацієнтів з діабетом, що вирішується після шлункового шунтування, 4 фундаментальні МІР, визначені центральними в регуляції генів панкреатичних острівців.
Результати цього дослідження дозволяють зробити висновок, що баріатрична хірургія може відновити секрецію інсуліну, незалежно від будь-якої втрати ваги, шляхом відновлення ключових функцій, пов'язаних із секрецією інсуліну, завдяки 4 основним МІР, також визначеним у людей. Цей підпис, ймовірно, відображає механізми відновлення β-клітин підшлункової залози, розташованих на острівцях, імовірно подібних у цих двох видів.
В даний час триває робота в рамках проекту, підтриманого Національним дослідницьким агентством (миші ANR-Bari), щоб зрозуміти, які сигнали від оперованої кишки здатні впливати на ці виражені регуляторні фактори (mIRs) у β-клітинах підшлункової залози. Тому майбутня клінічна проблема полягає в можливості імітувати корисні ефекти баріатричної хірургії на секрецію інсуліну шляхом введення сполук із кишечника.
[1] У співпраці з Імперським коледжем Лондона та Лозаннським університетом