Поддержание правильной структуры белков в клетках организма играет ключевую роль для их функционирования, подобно тому как бумага должна быть сложена определённым образом для создания оригами. В процессе перехода предиабета в диабет этот механизм может нарушаться, что приводит к накоплению неправильно свернутых и дефектных белков. Такое накопление вызывает стресс и может повреждать клетки поджелудочной железы, ответственные за выработку инсулина.

Механизмы нарушения работы бета-клеток

Бета-клетки поджелудочной железы регулируют уровень сахара в крови, реагируя на повышение глюкозы дополнительной выработкой инсулина. При развитии диабета эти клетки сталкиваются с трудностями в удовлетворении потребности организма в инсулине. Ранее было установлено, что снижение их функции связано с нарушением свёртывания проинсулина — белка-предшественника инсулина. Неправильно свернутый проинсулин накапливается при диабете и вызывает стресс у бета-клеток, однако детали этого процесса и роль дополнительных белков оставались неясными.

Исследование ключевых белков

Для изучения взаимодействия связывающего иммуноглобулинового белка (BiP) и его ко-шаперонов исследователи генетически модифицировали мышей, добавив к BiP специальный пептид-маркер (3xFLAG-тег), что позволило отслеживать этот белок в бета-клетках. Результаты показали, что белок p58IPK, один из ко-шаперонов BiP, играет важную роль в контроле свёртывания проинсулина. При удалении p58IPK из клеточных линий и у мышей наблюдалось значительное накопление неправильно свернутого проинсулина и снижение выработки как проинсулина, так и инсулина.

Взаимодействие BiP и p58IPK

Восстановление p58IPK в модифицированных клетках улучшало свёртывание и транспортировку проинсулина, а также снижало накопление дефектных молекул. Однако эти улучшения происходили только при наличии обоих белков — BiP и p58IPK. Увеличение количества BiP без p58IPK не приводило к значительным изменениям, что указывает на необходимость их совместной работы для поддержания правильной структуры проинсулина.

Перспективы терапии диабета

Большинство существующих препаратов для лечения диабета не устраняют напрямую проблемы со свёртыванием белков, а лишь помогают тканям усваивать больше глюкозы или стимулируют поджелудочную железу к выработке большего количества инсулина. В настоящее время не существует терапии, направленной на улучшение свёртывания проинсулина для сохранения здоровья и функции бета-клеток.

Исследования показывают, что свёртывание проинсулина уязвимо к клеточным стрессам, которые приводят к отказу бета-клеток при диабете 2 типа. Усиление механизмов, отвечающих за правильное свёртывание белков, может стать новой стратегией для защиты этих клеток от повреждений и развития диабета. Для точного понимания влияния различных белков на выработку инсулина и прогрессирование заболевания необходимы дальнейшие исследования.