Imagine um pretzel linha de produção da fábrica, com esteiras carregando a massa, formado em pretzels unbaked, até o forno para ser cozido.
Agora imagine o que aconteceria se a massa pretzel começou a transbordar o mixer e escorria como um blob para a esteira, disforme, e aderindo rapidamente para a massa do outro completamente formado, pretzels unbaked. O resultado: uma bagunça. E se essa bagunça não podia mais ser transportado para o forno, o backup de massa confusa no sistema iria ficar cada vez pior, e pode, eventualmente, desligar toda a fábrica.
Isso é essencialmente o que pode estar acontecendo em uma espécie muito menor de fábrica: as células que produzem insulina no organismo de pessoas com diabetes.
De acordo com novas descobertas por uma equipe da Universidade de Michigan Medical School, as fábricas pequenas podem fechar por causa de falhas na produção de uma molécula chamada proinsulina - o precursor, ou "massa", dos quais a insulina é feita.
As fábricas de insulina são chamadas de células beta, e eles normalmente despejar grandes quantidades de insulina no pâncreas. Esta fonte de insulina pode ser liberada na corrente sangüínea, conforme necessário, para ajudar o corpo a transformar os açúcares dos alimentos em energia para as células.
Mas em pessoas com diabetes, as fábricas de células beta não acompanhar a demanda por insulina e açúcar se acumula no sangue, causando estragos nos nervos, paredes dos vasos sanguíneos e nos rins. E, assim como uma fábrica que não pode preencher um número crescente de pedidos de um produto quente, a situação está ficando cada vez pior e os avanços diabetes.
Os cientistas estão trabalhando para entender por que a produção de insulina vacila em pessoas com diabetes, ea equipa da UM tem incidido sobre a produção e dobramento da molécula de proinsulina profunda dentro da célula beta. Utilizando uma etiqueta que pode fazer pró verde brilho, eles descobriram uma maneira de assistir proinsulina sendo feitas dentro das células animal, e dobrada em uma forma que pode ser transformada em insulina. É claro, isso também lhes permite estudar o que acontece quando esse processo dá errado.
No novo estudo, publicado online antes da publicação de impressão na Proceedings of the National Academy of Sciences, a equipa de detalhes as suas conclusões e propõe que 'bolhas' proinsulina pode levar a disfunção das células beta e da morte, que por sua vez pode levar ao início, ou progressão, de diabetes.
O autor sênior Peter Arvan, MD, Ph.D., diz: "Acreditamos que na fábrica de produção de insulina, misfolded cópias do pró recém-feita pode prejudique o trabalho de várias maneiras. Este documento mostra que uma das primeiras coisas que que pode acontecer é que misfolded proinsulina pode furar a pró outro no primeiros estágios de produção dentro do retículo endoplasmático. "
Arvan, que é chefe do Metabolismo, Endocrinologia e Diabetes da Faculdade de Medicina da UM e diretor do Comprehensive Michigan Diabetes Center, explica que essa reação em cadeia pode começar com apenas algumas moléculas pró misfolded, e levar à parada programada da célula beta e uma falta de insulina . "A pró misfolded não é exportado da fábrica, e nem o pró normalmente dobrada feita após ele", diz ele. "Muito em breve, as células beta do pâncreas está funcionando fora de insulina para secretar em resposta à demanda do cliente para o produto -. Ou seja, um aumento da glicose no sangue" E isso é uma característica chave da diabetes.
Arvan, que é o William e Delores Brehm Professor de Diabetes Tipo de Pesquisa 1, e primeiro autor Ming Liu, MD, Ph.D., liderou a equipe de pesquisa no desenvolvimento das técnicas de produção necessário para visualizar proinsulina e depois estudar os problemas com o processo pelo seguintes misfolded moléculas através da via de produção.
Em primeiro lugar, a equipe de engenharia do gene da pró-insulina humana para inserir uma tag que faz a proteína fluorescente, mas não interfere com a função de produção ou secreção de insulina. Eles inseriram o gene humano em células do pâncreas de ratos, o que lhes permite ver a proinsulina humana sendo feita em células de rato vivo, sob o microscópio.
Em seguida, a equipe introduziu uma mutação no gene da insulina humana com a tag que faz com que a molécula de pró-fold incorretamente. Isto permitiu-lhes ver o que aconteceu quando o pró misfolded humana e do pró ratos normais foram produzidos em conjunto dentro da mesma célula.