Исследование на мышах показывает, как вирус может вызвать диабет
Новое исследование, проведенное на мышах, показало, как вирус Коксаки B типа 4 — энтеровирус, вирус, передающийся через кишечник, — может вызывать диабет у инфицированных им людей.
Новое исследование показало возможный механизм запуска диабета у людей, инфицированных энтеровирусом Коксаки B типа 4 (CVB4).
Исследование, опубликованное в журнале Cell Reports Medicine, также может быть полезным для изучения того, может ли SARS-CoV-2, вирус, лежащий в основе текущей пандемии, вызывать диабет.
Диабет и вирус
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), диабет — это постоянное состояние здоровья, которое влияет на то, как организм превращает пищу в энергию.
Когда мы употребляем пищу и напитки, у нас повышается уровень сахара в крови. Затем наша поджелудочная железа вырабатывает гормон инсулин, который позволяет клеткам получать доступ к этому уровню сахара в крови.
Однако диабетик может быть не в состоянии ни эффективно использовать инсулин (диабет 2 типа), ни вырабатывать его в достаточном количестве (диабет 1 типа).
Диабет 2 типа на сегодняшний день является наиболее распространенной формой диабета, на которую приходится примерно 90–95% всех случаев диабета среди взрослого населения.
Американская диабетическая ассоциация рассматривает оба типа диабета как сочетание генетических и экологических факторов.
Что касается диабета 1 типа, ученые считают, что одним из аспектов этих факторов окружающей среды являются вирусы.
В частности, исследования показывают, что энтеровирусы — семейство вирусов, которые могут вызывать множество заболеваний с «неврологическими, респираторными, кожными и желудочно-кишечными» симптомами, — могут быть ключевыми вирусными триггерами диабета 1 типа.
Однако ученые еще не уверены, как именно происходит эта триггерная функция.
Сложная цепочка событий
В настоящем исследовании ученые хотели лучше понять, как энтеровирусы могут вызывать диабет 1 типа.
Для этого они использовали мышей, которым были привиты человеческие клетки поджелудочной железы с CVB4, а также инсулин-продуцирующие клетки человека и мыши, которые также имели вирус.
После проведения различных экспериментов с этими инфицированными клетками исследователи определили сложную цепочку событий, которая может быть причиной диабета.
Исследователи заметили, что инфекция CVB4 вызывает подавление URI, белка, который контролирует различные клеточные функции. Это подавление вызвало каскад молекулярных событий.
Это, в свою очередь, привело к подавлению гена Pdx1, который управляет функцией бета-клеток в поджелудочной железе. Эти бета-клетки производят инсулин.
Как объясняет доктор Набиль Джоудер, исследователь из Испанского национального онкологического исследовательского центра и ведущий автор исследования, «подавление Pdx1 вызывает потерю идентичности и функции бета-клеток, которые становятся больше похожими на альфа-клетки, отвечающие за повышения уровня глюкозы в крови и, следовательно, приводит к гипергликемии и последующему диабету, независимо от каких-либо иммунных реакций».
Чтобы подтвердить свои выводы, исследователи также отметили, что мыши с диабетом, которые сверхэкспрессируют белок URI, более терпимы к изменениям сахара в крови.
Наконец, исследователи отметили корреляцию между экспрессией URI, Pdx1 и вирусных частиц в поджелудочной железе людей с диабетом. По мнению ученых, это предполагает причинную связь между диабетом и энтеровирусами.
Стратегия профилактики?
Это исследование не только помогает прояснить механизм, лежащий в основе вирусного запуска диабета, но и повышает возможность использования противовирусной терапии наряду с лекарствами, которые ингибируют подавление Pdx1, для предотвращения и лечения диабета.
Исследователи продемонстрировали, что ингибиторы ДНК-метилтрансферазы, которые ингибируют белок, участвующий в подавлении Pdx1, восстанавливают экспрессию Pdx1 и толерантность к глюкозе у мышей с диабетом.
Ученые считают, что их исследование также может иметь значение для пандемии COVID-19.
«Подобно нашим исследованиям энтеровирусов, некоторые недавние клинические наблюдения связывают SARS-CoV-2 с диабетом у инфицированных пациентов».
«Поскольку рецептор SARS-CoV-2 присутствует в бета-клетках, было бы интересно изучить, изменяет ли этот вирус также функцию URI и подавляет экспрессию Pdx1, чтобы влиять на функцию бета-клеток, способствуя развитию диабета».
— Д-р Набиль Джудер
