Ny potentiell måltavla för behandling av diabetes

Betaceller i bukspottkörteln bildar hormonet insulin som reglerar blodsockernivån i kroppen. Vid diabetes har betacellerna helt eller delvis förlorat sin funktion. Kalciumjoner (Ca2+) fungerar som en viktig signal för frisättningen av insulin. När blodsockret ökar leder detta till att nivåerna av kalciumjoner ökar i betacellerna, vilket stimulerarar frisättningen av insulin. Under normala betingelser uppvisar Ca2+-signalen ett specifikt och regelbundet mönster när cellerna stimuleras med socker. När betacellerna däremot inte förmår frisätta normala mängder insulin, som vid diabetes, så förändras detta mönster.

Nivåerna av kalciumjoner ökar genom att en särskild kalciumkanal, bestående av flera olika byggstenar, öppnas i betacellernas vägg. Per-Olof Berggrens forskargrupp vid Karolinska Institutet har tidigare visat att en av byggstenarna i kanalen, den så kallade beta3-subenheten, har en viktig regulatorisk roll.

- I vår nya studie kan vi visa att betaceller från diabetiska möss har en ökad mängd av beta3-subenheten och att detta leder till ett förändrat mönster hos Ca2+-signalen, nedsatt insulinfrisättning och därmed försämrad blodsockerreglering, säger Per-Olof Berggren, professor vid Rolf Luft Forskningscentrum för Diabetes och Endokrinologi, institutionen för molekylär medicin och kirurgi, Karolinska Institutet, som är huvudansvarig för studien.

När forskarna minskade mängden av beta3-subenheten i betacellerna hos de diabetiska mössen normaliserades Ca2+-signalen och därmed frisättningen av insulin, vilket resulterade i en bättre reglering av blodsockernivåerna. De såg också att möss som helt saknade beta3-subenheten uppvisade bättre betacellsfunktion och blodsockerreglering när de utsattes för en diabetesframkallande diet. När forskarna provade att transplantera betaceller utan beta3-subenhet till möss med diabetes så förbättrades mössens blodsockerreglering.

Försök med mänskliga betaceller visade att insulinfrisättningen försämrades vid en ökad mängd av beta3-subenheten.

- Våra fynd tyder på att just den här byggstenen i kalciumkanalen kan bli en ny måltavla för behandling av framförallt typ 2-diabetes. Men även vid typ 1-diabetes skulle man kunna tänka sig att man före en transplantation av friska insulinproducerande betaceller till en patient skulle kunna påverka beta3-subenheten så att cellerna blir mer välfungerande, säger Per-Olof Berggren.

Forskningen finansierades av National Research Foundation of Korea (NRF), programmet Korea-Sweden Research Cooperation, Stiftelsen för Strategisk Forskning, Diabetesförbundet, Karolinska Institutets stiftelser och fonder, Vetenskapsrådet, Novo Nordisk Fonden, Familjen Erling-Perssons Stiftelse, Strategiska forskningsprogrammet i diabetes vid Karolinska Institutet, Europeiska forskningsrådet (ERC), Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, försäkringsbolaget Skandia, Diabetes and Wellness Foundation, Berth von Kantzows stiftelse, och Stichting af Jochnick Foundation.

Per-Olof Berggren är vd för bioteknikbolaget Biocrine AB, och medförfattarna Martin Köhler och Shao-Nian Yang är konsulter i bolaget. Inga övriga företagsintressen har rapporterats.

Publikation: ”Blocking Ca2+-channel β3 subunit reverses diabetes”. Kayoung Lee, Jaeyoon Kim, Martin Köhler, Jia Yu, Yue Shi, Shao-Nian Yang, Sung Ho Ryu, och Per-Olof Berggren. Cell Reports, online 24 juli 2018.