β hücrelerinin 'kalitesi' diyabet geliştirip geliştirmeyeceğinizi belirleyebilir mi?

Tanıdığınız insanların giderek daha fazla diyabet hastası olduğunu düşünüyorsanız, haklısınız. Diyabet salgınına boşuna salgın denmiyor: Amerikan Diyabet Derneği'ne göre, 2021'de ABD nüfusunun %10'undan fazlası (yaklaşık 38,4 milyon kişi) diyabet hastasıydı ve her yıl 1,2 milyon kişiye daha diyabet teşhisi konuyor.

Tip 2 diyabet, vücudun kan şekeri seviyelerini düzenlemeye yardımcı olan bir hormon olan insüline direnç geliştirmesiyle gelişir. İnsülin, pankreasın β hücreleri tarafından üretilir ve tip 2 diyabette, kan şekeri seviyelerini normalleştirmek için insülin üretimini artırırlar, ancak bu bile yeterli olmaz ve β hücreleri sonunda tükenir. Kilit rolleri nedeniyle, β hücrelerinin işlevsel kütlesi, yani toplam sayıları ve işlev görme yetenekleri, diyabet geliştirme riskini belirler.

Ancak, β hücreleri aynı kişide bile tekdüze değildir; her biri salgı aktivitesi, hayatta kalma ve bölünme yeteneği açısından farklılık gösteren alt tiplere ayrılırlar. Başka bir deyişle, her β hücresi alt tipinin farklı bir "uygunluk seviyesi" vardır ve bu seviye ne kadar yüksekse o kadar iyidir. Diyabet geliştikçe, bazı β hücresi alt tiplerinin oranları değişir. Ancak asıl soru şu: Diyabet, β hücrelerinin bileşimini ve durumunu değiştirir mi, yoksa hastalığa yol açan bu değişiklikler midir?

İşte tam bu noktada Vanderbilt Üniversitesi'nden bilim insanları Guoqiang Gu, Emily Hodges ve Ken Lau devreye giriyor. Nature Communications dergisinde yayınlanan son çalışmaları, β hücrelerinin işlevsel kütlesinin artırılarak tip 2 diyabet riskinin azaltılıp azaltılamayacağını anlamaya yönelik bir adım niteliğinde. Gu ve Lau hücre ve gelişim biyolojisi profesörleri, Hodges ise biyokimya alanında yardımcı doçent.

β hücre alt tiplerini incelemek kolay bir iş değildir. En yaygın kullanılan yöntem, "tek hücre düzeyinde örneklerin terminal analizi"dir; bu, bilim insanlarının belirli β hücrelerini yalnızca bir kez ve yalnızca tam olarak geliştiklerinde inceleyebilecekleri anlamına gelir. Bu, aynı hücre alt tipinin gelişimini farklı aşamalarda (farklılaşma, olgunlaşma, bölünme, yaşlanma, ölüm vb.) izlememize olanak tanımaz. Hücreleri tüm aşamalarda gözlemleyebilmek, hücrelerin durumunun zaman içinde veya farklı fizyolojik koşullar altında nasıl değiştiğini daha iyi anlamamızı sağlayacaktır.

Gu, Hodges ve Lau, bu sınırlamanın üstesinden gelmek için, farklı gen ifadesi kombinasyonlarına sahip β hücrelerini oluşturan öncü hücreleri kalıcı olarak etiketlemek için bir yöntem geliştirdiler. Bu etiketler, araştırmacıların aynı β hücre alt tiplerini gelişimin farklı aşamalarında izlemelerine ve temel soruları daha güvenli bir şekilde yanıtlamalarına olanak sağladı.

Araştırmaları üç temel bulguya ulaştı:

1. Fare embriyolarında farklı genetik belirteçlere sahip β hücreleri oluşturan progenitör hücreler, yetişkin farelerde farklı "uygunluk" derecelerine sahip β hücre alt tiplerinin ortaya çıkmasına neden olur. Bu, alt tiplerin nasıl oluştuğunu ve bu sürecin gelecekte "sağlıklı" β hücrelerinin oranını artırmak ve diyabet riskini azaltmak için nasıl yönlendirilebileceğini anlamaya yardımcı olur.
2. Dişi farelerin gebelik sırasındaki beslenme şekli, yavrulardaki yüksek işlevli ve düşük işlevli β hücrelerinin oranını doğrudan etkiler. Örneğin, anne yüksek yağlı bir diyetle besleniyorsa ve obezse, yavrularında daha az glikoz algılayan β hücresi bulunur. Bu model, anne obezitesinin yavrularda diyabet riskini artırdığını doğrulamaktadır. Bu, doktorlara ve araştırmacılara kalıtımın ve anne sağlığının rolü hakkında daha iyi bir anlayış sağlamaktadır.
3. Farelerde tanımlanan β hücresi alt tiplerinin insan pankreasında analogları bulunmaktadır. Dahası, insanlarda en yüksek uygunluğa sahip olan alt tip, tip 2 diyabet hastalarında azalmıştır. Hayvan bulgularının tamamı doğrudan insanlara uygulanabilir olmasa da, sonuçlar fare modellerinin insan biyolojisini ve diyabeti anlamak için faydalı olabileceğini düşündürmektedir.

Araştırmacılar şimdi epigenetik örüntülerin (yukarıda bahsedilen gen ifadesi belirteçleri) farklı β hücre alt tiplerinde tam olarak nasıl oluştuğunu ve korunduğunu ve bunların bozulmasının hücresel işlevi nasıl etkilediğini incelemeyi planlıyor.

Gu, "Bu ve diğer araştırmalarla gelecekte, hamile kadınlar için çocukta diyabet riskini azaltan bir besin takviyesi geliştirmek mümkün olabilir" diyor.

Diğer önemli sorular ise şunlardır: Örneğin, insan embriyonik kök hücrelerinden elde edilen β benzeri hücrelerin işlevsel kalitesini, DNA metilasyonunu (epigenetik belirteçlerden biri) düzenleyerek iyileştirmek mümkün müdür? Eğer öyleyse, bu tür β hücreleri, tip 2 diyabet hastalarına yüksek kondisyona sahip β hücrelerinin nakledildiği nakil tedavisinde kullanılabilir mi?

Bu soruların cevapları henüz bulunamamıştır.