Vannak esetek, amikor a szervezetünk bonyolult és korábban érthetetlen folyamatai egy felfedezés hatására világossá vagy sokkal érthetőbbé válnak. Ez történt a cukorbetegség miatt kialakuló krónikus veseproblémák titkának felfejtése során is. Kiderült egy látszólag egyszerű összefüggés arról, hogy a cukorbetegek megváltozott metabolizmusa hogyan fejlődhet diabéteszes nefropátiává , vagyis cukorbetegség következtében kialakuló veseproblémává. Szerencsére, ha ismerjük a folyamatot, akkor esélyünk van a beavatkozásra is.
A természetes öntisztulást autofágiának hívják, ami szó szerint "önevést" jelent, és állandóan zajlik a szervezetünkben. A sejtek törmelékei, például a hibás fehérjék és a károsodott mitokondriumok (a sejtek működésképtelenné vált erőművei) egy kettősfalú membránzsákba kerülnek, amelyben enzimek pusztítják el őket, segítve a sejtek és a szervek tökéletes működését.
Az autofágia krónikus betegségek esetében általában növekszik. A tudósok most felfedezték a cukorbetegség előrehaladásának egy olyan útját, amely gyorsan csökkenti az autofágiát a kór különböző stádiumaiban. Ezáltal a vesék sebezhetőbbé válnak - erről számolt be Dr. Zheng Dong, az Augusta Egyetem sejtbiológai tanszékének vezetője és csapata a Journal of Clinical Investigation folyóiratban .
Egyre több a cukorbeteg
A diabétesz az Egészségügyi Világszervezet (WHO) adatai szerint 422 millió embert érint világszerte, Magyarországon pedig több mint egymillióra becsülik a cukorbetegek számát. A diabétesz az egyik fő oka a krónikus vesebetegségeknek, például a veseelégtelenségnek. A tudósok régóta tanulmányozzák a diabétesz hatására megváltozó autofágiát, de nem tudtak közös álláspontra jutni arról, hogy mi is történik valójában, mert egyesek szerint a folyamat emelkedő, mások szerint csökkenő intenzitást mutat a cukorbetegeknél. Dong és munkatársai most azt találták, hogy mindkét megállapítás igaz.
Az autofágia szintje ugyanis kezdetben növekszik a cukorbetegség által kiváltott stresszre reagálva, de aztán gyorsan visszaesik, amikor egy daganatszupresszorként ismert fehérje aktivál egy mikroRNS-t, amely normálisan nem vesz részt az autofágia szabályozásában. Ezt az egyes sejtek egészségtelen túlnövekedése és a szerv hipertrófiának nevezett megnagyobbodása, hegesedés, gyulladás és a vizeletbe ürülő fehérje megjelenése követi. Utóbbi a vesék gyengülésének klasszikus jele. Dong szerint nem csak azt sikerült megérteniük, hogy az autofágia miért nő meg, majd miért csökken, de arra is rájöttek, hogy mi okozza ezt a változást a cukorbetegeknél.
A folyamat főszereplői a p53-es gén , amely a sejtciklus szabályozója és tumorszupresszor is egyben, a miR-214 mikroRNS, és az ULK1 autofágia gén. Mind állatokban, mind emberekben következetesen kimutatták a p53 és miR-214 magasabb, illetve az ULK1 és az autofágia alacsonyabb aktivitását közel ugyanabban az időben. Amikor a kísérletek során kiiktatták az autofágia gént, a veseelégtelenség és a hipertrófia is súlyosbodott, és amikor aktiválták a gént, az megakadályozta a folyamat romlását.
Úgy találták, hogy az autofágia azért esett vissza, mert a folyamatot aktiváló ULK1 gén szintje jelentősen csökkent, és amikor ezt történt, a miR-214 emelkedésbe kezdett. Körülbelül 30 gén vesz részt az autofágiában, de az ULK1 csökkenését leginkább a cukorbetegség modellezésekor és a cukorbeteg betegek vesebiopsziáiban mutatták ki. Ha kiütötték vagy elnyomták a miR-214-et a tubulusokból , a vesék szűrőegységeiben (ahol általában különféle anyagok, például fehérjék és aminosavak felszívódása történik), az ULK1 expressziója és az autofágia aktivitása nem csökkent cukorbetegség ellenére sem. A vese egészségtelen túlnövekedése lefékeződött és a vese működése javult, amit a kevesebb vizeletbe jutó fehérje jelzett. Ezután blokkolták a p53-at, és látták, hogy a miR-214 szintek nem emelkedtek meg, aminek az előnyei lényegében azonosak voltak az előzőekben leírtakkal.
Ez derült ki a minták összehasonlításából
Amikor cukorbetegek mintáit hasonlították össze az egészségesek mintáival, utóbbiak egyikében sem volt jele a p53-nak, de a diabéteszeseknél és a hozzá kapcsolódó veseproblémákban szenvedő különböző stádiumú betegeknél 20 biopsziájából 15-ben volt jelen ez a fehérje. Hasonló megállapításokat tettek a miR-214-ről is. Az egészséges vesék a várakozásoknak megfelelően magas ULK1-szintet mutattak, a cukorbetegek mintáiban viszont alacsony volt e jólismert autofágia gén szintje.
Ez a felfedezés Dong szerint lehetővé teszi olyan terápiák kidolgozását, amely a veseelégtelenség kialakulását 10-12 évről 20-30 évre is kitolhatja. Csakhogy a beavatkozáshoz bármennyire is kínálkozik a p53-as gén, mégsem használható, hiszen a tumorok elnyomásában van fontos szerepe. Ugyanakkor az ULK1-szint emelése egy másik kezelési esély lehet.
A kutatók rámutattak, hogy a cukorbetegség során anyagcsere változások zajlanak a szervezetben. Például megemelkedik a glükózszint, gyulladások keletkeznek és megjelenik az oxidatív stressz. Ezek a körülmények megzavarhatják a mitokondriumok (a sejterőművek), illetve egy másik sejtszerv, az ER (endoplazmatikus retikulum) működését (utóbbi a fehérjeszintézisben, a lipidanyagcserében, valamint a sejt számára káros anyagok és anyagcseretermékek ártalmatlanításában vesz részt). A vese azért növekszik meg, mert így felel a nagyobb kihívásokat támasztó "munkakörnyezetre". Ugyanaz történik, mint a szívelégtelenségnél: a szerv megnagyobbodhat, majd a túlterhelés miatt már kevésbé tudja ellátni a funkcióját és végül tönkre mehet. A diabéteszben szenvedő betegeknél, akiknél hipertrófia alakul ki, nagyobb valószínűséggel következik be a végstádiumú vesebetegség . Noha nem biztos, hogy a leromlott autofágia teljesen megmagyarázza a vese egészségtelen megnagyobbodását, de Dong és csapata úgy hiszi, hogy hozzájárul ehhez.
