Экспериментальная инъекция в мозг привела к длительной ремиссии диабета у мышей

Сегодня люди, которые страдают от сахарного диабета 2 типа, должны ежедневно прилагать усилия для снижения уровня сахара в крови. Возможно, экспериментальный метод лечения диабета, который сейчас опробован только на животных, в будущем поможет достигать длительных ремиссий болезни – на недели и месяцы.

Ранее ученые уже исследовали применение белка под названием фактор роста фибробластов-1 (ФРФ-1) в экспериментальном лечении диабета у животных. Его применение нормализовало уровень глюкозы в крови на недели. Но механизм действия вещества оставался непонятен. Новые исследования, опубликованные в Nature Communications и Nature Metabolism, проливают свет на этот вопрос.

Первое исследование

Оно фокусировалось на активности генов в гипоталамусе мышей. Гипоталамус – отдел мозга, который отвечает за голод и насыщение, энергетический обмен и уровень сахара в крови. Вторая научная работа изучала роль внеклеточных структур той же части мозга.

Ученые вводили ФРФ1 в головной мозг мышам через иглу под контролем медицинской визуализации. Наблюдая за экспрессией генов, они обнаружили, что сильнее всего на лечение реагируют структурные глиальные клетки, которые выполняют в мозге вспомогательную функцию. Сами нейроны отвечали на инъекцию ФРФ-1 гораздо слабее.  

Оказалось, что в глиальных клетках под действием ФРФ-1 активизируется сигнальная система, которая связана с веществом под названием меланокортин. Эта сигнальная система – каскад химических реакций, регулирующий питание, массу тела и уровень сахара в крови. Известно, что этот механизм становится слабее у людей с сахарным диабетом. Ученые проверили свои результаты, заблокировав систему меланокортина у лабораторных мышей. Как и ожидалось, после ее выключения экспериментальное лечение ФРФ-1 не работало.

Глиальные клетки мозга и меланкортиновая система могут стать важной мишенью для препаратов против сахарного диабета, считают ученые.

Второе исследование

В нем ученые рассмотрели роли перинейрональных сетей. Это внеклеточные структуры, которые окружают нейроны, их отростки и синапсы (их соединения). Оказалось, что у крыс с сахарным диабетом 2 типа в гипоталамусе меньше перинейрональных сетей, чем у здоровых животных. Введение ФРФ-1 быстро восстанавливало эти структуры у крыс-диабетиков.

Ученые считают, что перинейрональные сети могут усиливать активность клеток, которые контролируют активность меланокортиновой сигнальной системы.

Резюме

«До недавнего времени способность мозга нормализовать повышенный уровень сахара в крови животных-диабетиков, была нераспознана. Последние данные нашей международной группы открывают путь к более полному пониманию того, как это происходит. Однажды эти открытия дадут новые лечебные стратегии для получения устойчивой ремиссии диабета вместо простого снижения уровня сахара каждый день», - прокомментировал Майкл Шварц (Michael Schwartz), профессор Медицинской школы Вашингтонского университета (University of Washington School of Medicine) соавтор обеих исследований.