Mózg może być celem nowych metod leczenia cukrzycy typu 1

Ponad dekadę temu naukowcy odkryli, że ostre powikłanie cukrzycy typu 1, kwasicę ketonową cukrzycową (DKA), można odwrócić za pomocą hormonu leptyny, nawet w przypadku braku insuliny.

Artykuł opublikowany w czasopiśmie Journal of Clinical Investigation wyjaśnia, w jaki sposób leptyna oddziałuje na mózg i jak można ją wykorzystać w przyszłych metodach terapeutycznych.

Kwasica ketonowa (DKA) występuje, gdy organizm nie jest w stanie wytwarzać insuliny i zaczyna rozkładać tłuszcze, aby uzyskać energię. Może to prowadzić do zagrażającego życiu nagromadzenia się cukru (glukozy) i ketocydów we krwi. Lekarze tradycyjnie podają insulinę w leczeniu DKA, zauważają autorzy.

Istnieją jednak dowody na to, że w przypadku niedoboru insuliny kluczową rolę w rozwoju kwasicy ketonowej odgrywa mózg, zgodnie z nową analizą opartą na przeglądzie literatury oraz badaniach prowadzonych w UW Medicine od 2011 r.

„Kiedy trzustka nie może wytwarzać insuliny, mózg otrzymuje sygnał, że organizmowi kończy się paliwo, nawet jeśli tak nie jest. Informacja ta jest częściowo przekazywana przez niski poziom hormonu leptyny we krwi” – powiedział starszy autor, dr Michael Schwartz, profesor medycyny i wykładowca w Katedrze Metabolizmu, Endokrynologii i Żywienia na Wydziale Medycznym Uniwersytetu Waszyngtońskiego.

Leptyna pomaga mózgowi regulować apetyt i masę ciała. Hormon ten jest produkowany przez komórki tłuszczowe i transportowany krwią do mózgu, a w szczególności do podwzgórza – obszaru kontrolującego, kiedy i ile jeść. Gdy poziom leptyny jest niski, mózg aktywuje szlaki mobilizujące rezerwy energii, w tym glukozę i ketony.

Schwartz i jego zespół odkryli to powiązanie w 2011 roku, kiedy po raz pierwszy wstrzyknęli leptynę bezpośrednio do mózgów szczurów i myszy z cukrzycą typu 1. Początkowo nic się nie działo. Jednak po czterech dniach naukowcy ze zdumieniem zauważyli, że poziom glukozy i ciał ketonowych we krwi zwierząt całkowicie powrócił do normy, pomimo utrzymującego się poważnego niedoboru insuliny.

„Najbardziej zdumiewające jest to, że poziom cukru nie tylko spadł, ale pozostał stabilny” – wyjaśnił. „Gdy próbowali go podnieść, spadał; gdy próbowali go obniżyć, znów rósł”.

Schwartz zauważył, że takie odpowiedzi sugerują, iż mózg może utrzymać prawidłowy poziom cukru we krwi, nawet w przypadku braku insuliny.

Wówczas środowisko naukowe zajmujące się cukrzycą nie wiedziało, co myśleć o tym odkryciu.

„Teraz znacznie lepiej rozumiemy zjawisko, które w 2011 roku było w dużej mierze ignorowane” – powiedział Schwartz.

Planuje złożyć wniosek do FDA o pozwolenie na przeprowadzenie badań klinicznych leptyny u osób z cukrzycą typu 1, aby sprawdzić, czy hormon ten może normalizować poziom cukru we krwi u pacjentów.

Pozytywne wyniki mogą utorować drogę do opracowania leków na cukrzycę typu 1 oddziałujących na mózg.

„To jedno z najbardziej ekscytujących odkryć w mojej karierze” – powiedział współautor, dr Irl Hirsch, kierownik Katedry Opieki i Edukacji Diabetologicznej na Uniwersytecie Waszyngtońskim w Wisconsin oraz profesor metabolizmu, endokrynologii i żywienia w Szkole Medycznej Uniwersytetu Waszyngtońskiego.

Hirsch powiedział, że kontrolowanie poziomu glukozy za pomocą leptyny może otworzyć nowe możliwości leczenia dla pacjentów.

„Nie zrozumcie mnie źle: odkrycie insuliny 104 lata temu było jednym z największych odkryć ubiegłego wieku” – dodał – „ale to kolejny krok. To może być najlepsza droga”.

Schwartz podkreślił, że zarządzanie insuliną stanowi poważne obciążenie dla pacjentów i ich rodzin.

„Gdyby leczenie cukrzycy typu 1 było możliwe bez codziennych zastrzyków z insuliny i ciągłego monitorowania poziomu cukru, pacjenci uznaliby to za wielkie osiągnięcie” – powiedział.

Przekonując mózg, że rezerwy paliwa nie wyczerpują się lub wyłączając określone neurony, które wyzwalają produkcję glukozy i ketonów, organizm powstrzymuje reakcję prowadzącą do poważnej hiperglikemii i kwasicy ketonowej.

„Ta nowa koncepcja podważa powszechnie akceptowany od dziesięcioleci pogląd, że jedyną przyczyną kwasicy ketonowej cukrzycowej jest niedobór insuliny” – powiedział Schwartz.

„To dowodzi, że mózg odgrywa istotną rolę w rozwoju niekontrolowanej cukrzycy i może być kluczem do nowych metod leczenia”.