Люди с диабетом 2 типа имеют более слабую мышечную функцию, чем другие. Теперь исследовательская группа из Лундского университета в Швеции обнаружила, что при диабете 2 типа особый ген имеет большое значение для способности мышечных стволовых клеток создавать новые зрелые мышечные клетки. Результаты опубликованы в Nature Communications .

«У людей с диабетом 2 типа ген VPS39 значительно менее активен в мышечных клетках, чем у других людей, и стволовые клетки с меньшей активностью гена не образуют новые мышечные клетки в такой же степени. Этот ген важен, когда мышечные клетки поглощают сахар из крови и наращивают новые мышцы. Наше исследование является первым в истории исследованием, связывающим этот ген с диабетом 2 типа ", – говорит Шарлотта Линг, профессор эпигенетики в Лундском университете, руководившая исследованием.

При диабете 2 типа нарушается способность вырабатывать инсулин, и у пациентов хронически повышен уровень сахара в крови. Мышцы, как правило, хуже усваивают сахар из пищи, а у пациентов с диабетом 2 типа снижается функция и сила мышц.

Мышца состоит из смеси типов волокон с различными свойствами. На протяжении всей жизни мышечная ткань имеет способность образовывать новые мышечные волокна. Существуют также незрелые мышечные стволовые клетки, которые активируются, например, в результате травмы или физических упражнений. В текущем исследовании ученые хотели выяснить, могут ли эпигенетические паттерны мышечных стволовых клеток дать ответы на вопрос, почему нарушение мышечной функции возникает при диабете 2 типа.

В исследование были включены две группы: 14 участников с диабетом 2 типа и 14 здоровых людей в контрольной группе. Участники групп были сопоставлены по возрасту, полу и ИМТ (индекс массы тела). Исследователи изучили эпигенетические изменения в мышечных стволовых клетках в обеих группах, и в одинаковых условиях они также извлекли зрелые мышечные клетки и сравнили их. Всего они идентифицировали 20 генов, включая VPS39, экспрессия генов которых различалась между группами как в незрелых мышечных стволовых клетках, так и в зрелых мышечных клетках. Исследователи также сравнили эпигенетические паттерны мышечных клеток до и после дифференцировки клеток в обеих группах.

Несмотря на то, что мышечные стволовые клетки обеих групп выращивались в идентичных условиях, мы наблюдали более чем в два раза больше эпигенетических изменений в группе диабета 2 типа во время дифференцировки от мышечных стволовых клеток к зрелым мышечным клеткам. Гены, специфичные для мышц, не регулируются нормально, и эпигенетика не функционирует таким же образом в клетках людей с диабетом 2 типа ».

Шарлотта Линг, профессор эпигенетики Лундского университета

«Исследование ясно показало, что мышечные стволовые клетки, у которых отсутствует функция гена VPS39, который ниже при диабете 2 типа, также не обладают способностью образовывать новые зрелые мышечные клетки. Это связано с тем, что мышечные стволовые клетки, в которых отсутствует VPS39 из-за измененные эпигенетические механизмы не могут изменить их метаболизм так же, как мышечные стволовые клетки из контрольной группы – поэтому клетки остаются незрелыми или разрушаются и умирают », – говорит Йоханна Сэлль Серневи, научный сотрудник Лундского университета

.

Чтобы подтвердить результаты, исследователи также использовали модели животных с мышами, у которых было пониженное количество гена VPS39, чтобы имитировать болезнь. Впоследствии у мышей изменилась экспрессия генов и снизилось поглощение сахара из крови мышечной тканью, как и у людей с диабетом 2 типа.

Комплексное исследование является результатом сотрудничества шведских, датских и немецких исследователей, которые считают, что результаты открывают новые возможности для лечения диабета 2 типа.

«Геном, наша ДНК, не может быть изменен, хотя эпигенетика, по сути, изменяет. Благодаря этим новым знаниям можно изменить дисфункциональную эпигенетику, которая возникает при диабете 2 типа. Например, регулируя белки, стимулируя или увеличивая количество гена VPS39 можно было бы повлиять на способность мышц регенерировать и поглощать сахар », – заключает Шарлотта Линг.