Імунні клітини, що сидять у жировій тканині, порушують обмін речовин за допомогою екзосом - мікропузирків з регуляторними молекулами, які поширюються по всьому організму.
При діабеті другого типу (він становить 85-90% від усіх типів цукрового діабету) тканини перестають нормально реагувати на інсулін, який допомагає їм засвоювати глюкозу. Підшлункова залоза починає виробляти ще більше інсуліну, але це не допомагає, тому що проблема в тканинах, а не в інсуліні. Зрештою підшлункова залоза зношується і більше не може виробляти інсулін.
Те, що діабет зазвичай супроводжує надмірну вагу, дослідники з'ясували давно. Відома і проміжна ланка, яка з'єднує одну з іншою: хронічна запальна реакція. Раніше ми вже писали про деякі механізми, які запускають запальну реакцію при ожирінні. Однак як саме запалення порушує чутливість клітин до інсуліну, довгий час залишалося незрозумілим.
Дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго зуміли простежити, що при цьому відбувається. Виявилося, імунна система пригнічує чутливість до інсуліну за допомогою екзосом - мікроскопічних бульбашок, які служать клітинам для спілкування. Екзосоми містять мікроРНК - регуляторні молекули, які впливають на синтез білка. Клітина упаковує свої мікроРНК в екзосому і відправляє її іншій клітці, в результаті молекулярні процеси в клітці-адресаті змінюються в ту чи іншу сторону.
При хронічному запаленні в жирову тканину приходить багато імунних клітин макрофагів, які виділяють різноманітні молекули, пов'язані із запальною реакцією. Серед того, що виділяють макрофаги, є «погані» екзосоми, які так впливають на клітинний обмін речовин, що клітини стає нечутлива до інсуліну.
Запальні екзосоми діють і за межами жирової тканини: дослідникам вдалося простежити, як вони надходять у кров і вирушають до м'язів і печінки. Запальні екзосоми брали у мишей з ожирінням і вводили їх здоровим тваринам, у здорових тварин в результаті порушувалася чутливість тканин до інсуліну.
Коли ж виробляли зворотну маніпуляцію, тобто вводили «здорові» екзосоми хворим тваринам, то у тих чутливість до інсуліну відновлювалася - незважаючи на ожиріння, що зберігалося, обмін речовин у них все повертався в норму. Точно так само поводилися людські клітини печінки і жирової тканини: коли їх обробляли «поганими» екзосомами, клітини втрачали чутливість до інсуліну - і, навпаки, чутливість до інсуліну відновлювалася, коли клітини обробляли «хорошими» екзосомами. Повні результати досліджень опубліковані в Cell.
Якщо ми зрозуміємо, які саме мікроРНК з екзосом викликають клінічну картину діабету, ми тим самим знайдемо молекулярні мішені для ліків. За оцінками дослідників екзосоми містять кілька сотень різновидів мікроРНК, але в даному випадку всього близько 20-30 з них представляють інтерес.
Одну мікроРНК, схоже, вже вирахували - вона порушує синтез добре відомого білка, званого PPAR^. Цей білок регулює метаболізм глюкози - накопичення жирних кислот у клітинах жирової тканини. (Дослідники відзначають, що вже існують ефективні препарати проти діабету, механізм дії яких пов'язаний саме з PPAR^, але проблема в тому, що вони викликають побічні ефекти, неприпустимі в клінічній практиці; у будь-якому випадку залишається ще близько двох-трьох десятків мікроРНК, які можуть бути більш вдалими мішенями.)
Крім того, екзосомні мікроРНК легко виділити з крові, так що вони підходять на роль біомаркерів діабету. За аналізом крові тоді можна буде встановити, чи є для людини ризик діабету найближчим часом, а також які препарати їй найкраще допоможуть, якщо хвороба вже почала розвиватися. Аналіз на екзосоми (точніше, аналіз на мікроРНК з екзосом) також міг би замінити таку неприємну процедуру, як тканинна біопсія, коли ми хочемо дізнатися, в якому стані знаходиться тканина.
За словами дослідників, важливо продовжувати досліджувати екзосоми ще й тому, що вони, швидше за все, залучені в розвиток не тільки діабету, але й інших ускладнень ожиріння, не пов'язаних з обміном речовин.