مطالعه DNA چگونگی حفظ سطح قند خون سالم بعد از غذا را روشن می کند

مطالعه روی DNA بیش از 55000 نفر در سراسر جهان، چگونگی حفظ سطح قند خون سالم پس از خوردن غذا را روشن کرده است، با مفاهیمی برای درک ما از اشتباه این فرآیند در دیابت نوع 2.

این یافته ها که امروز در ژنتیک طبیعت، می تواند به درمان های آینده دیابت نوع 2 کمک کند، که حدود 4 میلیون نفر در بریتانیا و بیش از 460 میلیون نفر در سراسر جهان را تحت تاثیر قرار می دهد.

عوامل متعددی در افزایش خطر ابتلا به دیابت نوع 2 نقش دارند، مانند سن بالاتر، اضافه وزن یا چاقی، عدم تحرک بدنی و استعداد ژنتیکی. در صورت عدم درمان، دیابت نوع 2 می تواند منجر به عوارضی از جمله مشکلات چشم و پا، آسیب عصبی و افزایش خطر حمله قلبی و سکته شود.

یک بازیگر کلیدی در ایجاد این بیماری، انسولین است، هورمونی که سطح قند خون – گلوکز – را تنظیم می کند. افرادی که دیابت نوع 2 دارند نمی توانند به درستی سطح گلوکز خود را تنظیم کنند، یا به این دلیل که وقتی سطح گلوکز افزایش می یابد، مثلاً بعد از خوردن یک وعده غذایی، انسولین کافی ترشح نمی کنند، یا به این دلیل که سلول های آنها حساسیت کمتری به انسولین دارند. “مقاومت به انسولین”.

اکثر مطالعات تا به امروز در مورد مقاومت به انسولین بر وضعیت ناشتا – یعنی چند ساعت پس از غذا – متمرکز بوده اند که انسولین تا حد زیادی بر روی کبد اثر می گذارد. اما ما بیشتر وقت خود را در حالت تغذیه می گذرانیم، زمانی که انسولین بر روی ماهیچه ها و بافت های چربی ما اثر می گذارد.

تصور می‌شود که مکانیسم‌های مولکولی نهفته در مقاومت به انسولین پس از به اصطلاح «چالش گلوکز» – برای مثال یک نوشیدنی شیرین یا یک وعده غذایی – نقش کلیدی در ایجاد دیابت نوع 2 ایفا می‌کنند. با این حال، این مکانیسم ها به خوبی درک نشده اند.

ما می دانیم که برخی از افراد مبتلا به اختلالات ژنتیکی خاص نادر هستند که در آنها انسولین در حالت ناشتا کاملاً طبیعی عمل می کند، جایی که بیشتر روی کبد اثر می گذارد، اما بعد از غذا بسیار ضعیف عمل می کند، زمانی که بیشتر روی ماهیچه ها و چربی ها تأثیر می گذارد. چیزی که مشخص نیست این است که آیا این نوع مشکل بیشتر در جمعیت وسیع‌تر اتفاق می‌افتد و آیا با خطر ابتلا به دیابت نوع 2 مرتبط است یا خیر.

پروفسور سر استفان اوراهیلی، مدیر مشترک موسسه علوم متابولیک Wellcome-MRC در دانشگاه کمبریج

برای بررسی این مکانیسم‌ها، یک تیم بین‌المللی از دانشمندان از داده‌های ژنتیکی 28 مطالعه، شامل بیش از 55000 شرکت‌کننده (که هیچ یک از آنها دیابت نوع 2 نداشتند) استفاده کردند تا به دنبال انواع ژنتیکی کلیدی باشند که بر سطح انسولین اندازه‌گیری شده دو ساعت پس از مصرف نوشیدنی شیرین تأثیر می‌گذارند.

این تیم 10 مکان جدید – ناحیه ژنوم – مرتبط با مقاومت به انسولین را پس از نوشیدنی شیرین شناسایی کردند. هشت مورد از این مناطق نیز با خطر بالای دیابت نوع 2 مشترک بودند که اهمیت آنها را برجسته می کند.

یکی از این جایگاه‌های تازه شناسایی شده در ژن کدکننده‌ی GLUT4، پروتئین حیاتی مسئول جذب گلوکز از خون به سلول‌ها پس از خوردن غذا قرار داشت. این مکان با کاهش مقدار GLUT4 در بافت عضلانی همراه بود.

برای جستجوی ژن‌های اضافی که ممکن است در تنظیم گلوکز نقش داشته باشند، محققان به خطوط سلولی گرفته شده از موش‌ها روی آوردند تا ژن‌های خاصی را در داخل و اطراف این مکان‌ها مطالعه کنند. این منجر به کشف 14 ژن شد که نقش مهمی در قاچاق GLUT 4 و جذب گلوکز داشتند – که نه مورد از این ژن‌ها قبلا هرگز با تنظیم انسولین مرتبط نبودند.

آزمایش‌های بیشتر نشان داد که این ژن‌ها بر میزان GLUT4 که روی سطح سلول‌ها یافت می‌شود، احتمالاً با تغییر توانایی پروتئین برای حرکت از داخل سلول به سطح آن، تأثیر می‌گذارند. هرچه GLUT4 کمتری به سطح سلول راه پیدا کند، توانایی سلول برای حذف گلوکز از خون ضعیف تر است.

دکتر آلیس ویلیامسون که این کار را در زمانی که دانشجوی دکترا در مؤسسه علوم متابولیک Wellcome-MRC بود، انجام داد، گفت: «چیزی که در این مورد هیجان‌انگیز است این است که نشان می‌دهد چگونه می‌توانیم از مطالعات ژنتیکی در مقیاس بزرگ به درک مکانیسم‌های بنیادی چگونگی حرکت خود برویم. بدن کار می کند – و به ویژه اینکه چگونه، وقتی این مکانیسم ها اشتباه می شوند، می توانند منجر به بیماری های رایج مانند دیابت نوع 2 شوند.”

با توجه به اینکه مشکلات تنظیم گلوکز خون بعد از غذا می تواند نشانه اولیه افزایش خطر ابتلا به دیابت نوع 2 باشد، محققان امیدوارند که کشف مکانیسم های دخیل در آینده منجر به درمان های جدیدی شود.

پروفسور کلودیا لانگنبرگ، مدیر مؤسسه تحقیقاتی دانشگاه مراقبت‌های بهداشتی دقیق (PHURI) در دانشگاه کوئین مری لندن و استاد پزشکی محاسباتی در مؤسسه بهداشت برلین، آلمان، گفت: «یافته‌های ما یک راه بالقوه جدید برای توسعه همچنین نشان می‌دهد که چگونه مطالعات ژنتیکی آزمایش‌های چالش پویا می‌تواند بینش‌های مهمی را ارائه دهد که در غیر این صورت پنهان می‌ماند.»

این تحقیق توسط Wellcome، شورای تحقیقات پزشکی و موسسه ملی تحقیقات بهداشت و مراقبت حمایت شد.