Sammenbrud i kommunikationen – mitokondrier hos diabetespatienter kan ikke overholde tiden
Forskere i København og Stockholm har opdaget, at det biologiske ur i muskelcellerne hos patienter med type 2-diabetes ikke ”går rigtigt”. Resultaterne tyder på, at behandlinger for type 2-diabetes kan være mere eller mindre effektive afhængigt af det tidspunkt på dagen, hvor de gives.
Næsten alle celler regulerer deres biologiske processer over en 24-timers periode, svarende til en celles døgnrytme. Til det formål bruger cellerne et biologisk ur, der tænder og slukker for forskellige gener i løbet af dagen og natten. Forskere ved allerede, at det kan gå ud over vores metaboliske sundhed, når vores biologiske ur går i stykker, for eksempel på grund af skifteholdsarbejde eller søvnforstyrrelser. Det er dog uklart, hvordan det biologiske ur for mennesker med type 2-diabetes præcist adskiller sig fra raske menneskers biologiske ur.
Nu har et hold af internationale forskere påvist, at skeletmuskulaturen hos mennesker med type 2-diabetes har en anden døgnrytme. De mener, at dette kan skyldes et kommunikationssammenbrud mellem en celles tidsregulerende molekyler og de mitokondrier, som producerer kemisk energi til celler.
”Det lovende ved denne forskning er, at den kan hjælpe os med at finjustere valget af tidspunkt for interventioner og anden medicin til behandling af type 2-diabetes og derved optimere effektiviteten,” siger professor Juleen R. Zierath fra Karolinska Institutet og Novo Nordisk Fondens Center for Basic Metabolic Research (CBMR) ved Københavns Universitet.
Et andet mønster for daglig genekspression
I studiet, som blev offentliggjort i Science Advances, fremskaffede forskerne først skeletmuskelceller fra mennesker med type 2-diabetes. Derefter målte de, hvilke gener der udviste cyklisk adfærd over to dage og sammenlignede dem med celler fra tilsvarende raske mennesker. De opdagede, at celler fra mennesker med type 2-diabetes havde færre – og nogle forskellige – cykliske gener.
De udførte yderligere eksperimenter ved hjælp af data genereret fra kliniske tests på mennesker med type 2-diabetes og på mus samt cellebaserede eksperimenter. Disse eksperimenter viste, at mitokondrier kommunikerer med de molekyler, der regulerer tiden i vores celler, og at denne kommunikation bryder samme hos mennesker med type 2-diabetes.
Diabetesbehandlinger kan være mere effektive, hvis de er tidsmæssigt afstemt efter kroppens ur
Nogle af de mest udbredte farmakologiske behandlinger i forbindelse med type 2-diabetes påvirker mitokondrierne, hvilket betyder, at de kan virke forskelligt afhængigt af det tidspunkt på dagen, hvor man tager dem. Disse resultater understreger således vigtigheden af at tage cellulære rytmer i betragtning, når man ordinerer behandlinger for type 2-diabetes.
”Motion og kostsammensætning er sædvanligt anvendte behandlingsinterventioner til mennesker med type 2-diabetes, og begge disse behandlinger kan påvirke de tidsregistrerende molekyler og mitokondrier,” siger Dr. Brendan Gabriel fra Institut for Fysiologi og Farmakologi på Karolinska Institutet.
Brendan Gabriel er førsteforfatter på rapporten sammen med adjunkt Ali Altintas fra CBMR.
”I betragtning af, at afbrudte søvnmønstre er kendt for at være forbundet med en øget risiko for at udvikle type 2-diabetes, leverer vores resultater et bevis på, hvordan disse forstyrrelser kan være forbundet med molekylærbiologien i celler,” siger Ali Altintas.
Læs hele studiet i Science Advances: "Disrupted circadian oscillations in type 2 diabetes are linked to altered rhythmic mitochondrial metabolism in skeletal muscle".
Kontakt:
Strategisk kommunikationsmedarbejder Peter Stanners
peter.stanners@sund.ku.dk
+45 35 33 47 89