Kartläggning hela vägen - från befolkningen till molekylen
Publicerad 2011-03-04
Forskare vid Lunds Universitets Diabetescenter har upptäckt att hälften av den europeiska befolkningen bär på en genetisk variant som ökar risken att drabbas av typ 2-diabetes. Genvarianten styr cellernas bränsletillverkning.
Upptäckten har tidigare beskrivits i en kortare text på diabetesportalen.se (se länk nedan).
– Vi har inte bara identifierat en gen som är kopplad till risken att få typ 2 diabetes. Vi har också i detalj kunnat förklara på vilket sätt, säger Hindrik Mulder.
Det är hans och Charlotte Lings forskargrupper som nyligen publicerat upptäckten i tidskriften Cell Metabolism.
– Studien är en av de första där man både hittat en gen som påverkar risken att få typ 2-diabetes hos människa och tittat på effekten av genen i vävnader och celler från människa och djur, berättar Charlotte Ling.
-
- Charlotte Ling.
Cellernas bränslestationer
Den genvariant forskarna har hittat ökar risken att få typ 2-diabetes med 12 procent och finns hos nästan hälften av den europeiska befolkningen. Genen styr tillverkningen av cellernas bränsle, ATP, i cellernas mitokondrier.
Inuti alla celler finns tusentals mitokondrier, och deras viktigaste funktion är att tillverka ATP. Den genvariant som LUDC-forskarna har hittat styr i stor utsträckning tillverkningen av ATP i mitokondrierna.
Arvet från bakterierna
– Det är egentligen väldigt märkligt det här, säger Hindrik Mulder. Våra celler innehåller ju två olika DNA. Dels har vi cellkärnans DNA som innehåller 99,99 … procent av arvsmassan. Men dessutom finns en liten mängd DNA inuti mitokondrierna, som sannolikt är en rest från de bakterier som började leva i symbios med celler långt innan det fanns flercelliga organismer.
– Det mesta av DNA:t från dessa bakterier finns inte längre kvar inuti mitokondrierna, men tretton gener har blivit kvar. Och de är helt avgörande för att mitokondrierna ska kunna tillverka cellernas bränsle, berättar Hindrik Mulder.
Styr tillverkningen av cellbränslet
– Den genvariant vi har hittat är en så kallad translationsfaktor som styr produktionen av de tretton generna i mitokondrierna. Därmed påverkar den hur mycket ATP som cellen tillverkar, säger Charlotte Ling.
Tillverkningen av cellernas bränsle, ATP, går till på ungefär samma sätt i alla organismer – både hos växter och djur. Hos djur och människor transporteras glukos (druvsocker) och syre från blodet in i cellerna, vilket behövs för att mitokondrierna ska kunna tillverka ATP. Denna process i mitokondrien brukar kallas för cellandning.
-
- Hindrik Mulder.
Gener och cellandning
– Vi tittade först på alla gener som direkt eller indirekt påverkar mitokondriens cellandning – cirka 100 gener, berättar Charlotte Ling. Då såg vi att genvarianten TFB1M var den som starkast påverkade insulinfrisättning, som ju kräver produktion av ATP. Den påverkar även sockernivåerna i blodet och risken för typ 2-diabetes.
Typ 2-diabetes är en sjukdom som beror på många olika faktorer – både ärftliga och sådana som vår livsstil bidrar med. Övervikt och brist på fysisk aktivitet är några av de viktigaste orsakerna till sjukdomen. Man har hittills hittat ett 40-tal olika gener som kan öka risken för typ 2-diabetes.
Bota merparten av diabetes
– Hade man kunnat få människor att ändra livsstil hade man säkert kunnat bota eller förhindra merparten av typ 2-diabetes, säger Hindrik Mulder. Tyvärr har det visat sig vara otroligt svårt. Hos alla hjälper det inte heller att ändra livsstil. Därför är det viktigt att hitta nya behandlingar.
Hindrik Mulder och Charlotte Ling har förhoppningar om att den genvariant de har hittat kan öppna upp för nya behandlingar vid typ 2-diabetes även om vägen dit än så länge är lång.
Minska belastningen på insulincellerna
– Skulle man kunna stimulera celler att tillverka mer ATP, skulle det kunna leda till en minskad belastning på de celler i bukspottkörteln som tillverkar insulin, säger Hindrik Mulder. Och i förlängningen kanske man då kan förhindra att typ 2-diabetes bryter ut.
Insulin gör att kroppens olika vävnader, till exempel musklerna, kan ta upp glukos. Glukos i sin tur används för att bilda cellernas bränsle, ATP.
Som att träna utan att träna
– Om man kunde skräddarsy ett läkemedel för den här processen så vore det som att träna cellerna utan att träna, berättar Hindrik Mulder. En av de viktigaste effekterna av träning är ju ett ökat antal mitokondrier och att mitokondrierna blir bättre på att producera energi.
– När man åldras försämras också mitokondriernas funktion, säger Charlotte Ling. Man får färre mitokondrier, och de fungerar sämre. Du kan vara en ”åldring” redan i fyrtioårsåldern om du inte har rört på dig.
Framgångsrik strategisk forskning
Miljön och vår livsstil ändras mycket snabbare än vad arvsmassan gör. Det betyder att en genetisk variant som den som LUDC-forskarna nu har hittat – och som kanske har selekterats fram under miljontals år – nu plötsligt kan bli en negativ faktor när vi har nästan obegränsad tillgång på mat och inte rör på oss lika mycket som tidigare.
Nästa steg för forskarna är bland annat att mer detaljerat beskriva mekanismerna för hur den nyupptäckta genvarianten fungerar. Och att förstå hur olika dieter och träning fungerar beroende på vilka gener man bär på.
Från befolkning till molekyl
– Vi vill bland annat titta på vad man kan göra för att undvika att bli sjuk i typ 2-diabetes om man har en viss genetisk variant, säger Charlotte Ling. Räcker det att träna, eller behöver jag även förändra min kost?
Forskarna menar att den forskningsmiljö som skapats vid Lunds Universitets Diabetescenter har gett dem unika möjligheter till samarbete.
– I den här studien har vi lyckats kombinera befolkningsstudier, undersökningar i mänsklig vävnad och i försöksdjur med analyser ända ner på molekylnivå. Det är få som har dessa förutsättningar. Forskningsmiljön här ger oss otroliga fördelar, säger Hindrik Mulder.
Text: Nina Hult
Bild: Stig-Åke Jönsson, MalmöBild AB (Charlotte Ling) och Medical RF (DNA-spiral)
Artikeln, som publicerades i tidskriften Cell Metabolism, har valts till ”Månadens artikel” vid Medicinska fakulteten vid Lunds universitet
Läs mer på diabetesportalen.se
Senast uppdaterad: 2011-03-04
Webbansvarig: Redaktionen