Em uma descoberta que pode aprofundar a compreensão do diabetes e da longevidade humana, os cientistas da Scripps Research descobriram um novo mecanismo biola³gico de sinalizaa§a£o da insulina.
O nemata³ide lombriga c. elegans. Crédito: Gill lab / Scripps Research
Em uma descoberta que pode aprofundar a compreensão do diabetes e da longevidade humana, os cientistas da Scripps Research descobriram um novo mecanismo biola³gico de sinalização da insulina. O estudo deles, envolvendo a lagarta C. elegans, revela que um receptor "isca" atua na ligação a s moléculas de insulina e impede o envio de sinais para aumento da produção de insulina.
O estudo aparece na revista eLife . Ele descreve um novo participante no sistema de sinalização de insulina , que pode oferecer informações sobre a resistência a insulina , um recurso do diabetes tipo 2. Os cientistas agora estãoavaliando se existe um chamariz semelhante em humanos. Nesse caso, poderia apresentar um novo alvo para o tratamento e a prevenção de diabetes.
"Este receptor truncado e enganoso que descobrimos acrescenta mais uma camada de complexidade a nossa compreensão da sinalização de insulina", diz o principal autor Matthew Gill, Ph.D., professor associado do Departamento de Medicina Molecular da Scripps Research em Florida.
Em um comenta¡rio associado , o geneticista da Universidade de Princeton, Coleen Murphy, Ph.D., escreve que a descoberta choca, dado o quanto bem estudado éo sinal de insulina.
"Seria difacil exagerar a importa¢ncia de um receptor chamado DAF-2 para nossa compreensão do envelhecimento e da longevidade", escreve Murphy. "A descoberta ... levanta novas questões e mudara¡ a forma como pensamos sobre o papel do DAF-2 na regulação da sinalização de insulina do envelhecimento e da longevidade".
A insulina éum horma´nio de importa¢ncia antiga e fundamental para os animais, e proteanas semelhantes a insulina são encontradas mesmo em organismos mais simples, como bactanãrias, fungos e vermes. Nos seres humanos, ele atua como um sinal para os principais tipos de células, direcionando-os a extrair glicose do sangue. Isso ajuda a manter as reservas de energia celular e mantanãm o açúcar no sangue dentro de um intervalo seguro. A diabetes tipo 2, estimada em mais de 30 milhões de pessoas nos Estados Unidos, apresenta uma falha na sinalização da insulina para reduzir os naveis de glicose no sangue.
Desde a década de 1990, os pesquisadores reconhecem que a sinalização da insulina também éum importante regulador da longevidade. Por exemplo, mutações no gene que codifica o receptor de insulina C. elegans DAF-2 podem mais que dobrar a vida útil do verme.
Gill e seus colegas se concentraram em uma forma variante do receptor C. elegans conhecido como DAF-2B. a‰ uma versão truncada que contanãm o local de ligação usual para insulina, mas não responde como a versão normal, enviando um sinal celular para iniciar a produção de insulina .
A equipe confirmou que o gene para DAF-2B estãoativo durante toda a vida útil do verme, e eles usaram a tecnologia de edição de genes CRISPR para marcar o receptor com uma molanãcula fluorescente e, assim, rastrear sua localização no corpo do verme. A partir desses experimentos, ficou claro que o DAF-2B ésecretado pelas células que o produzem no espaço ao redor dos tecidos do verme, atuando como um engodo para capturar moléculas de insulina e, assim, reduzir a sinalização de insulina.
"Normalmente, as moléculas de insulina flutuam e interagem com os receptores de insulina para criar sinais de insulina, mas quando se ligam a esses receptores de engodo , eles não geram sinal; portanto, produzi-los parece ser uma maneira de modular a sinalização de insulina", diz Gill.
Os cientistas descobriram que a superprodução de DAF-2B poderia levar os vermes a um estado semi-inativo que normalmente ocorre quando os alimentos são escassos e a sinalização de insulina ébaixa. A superprodução de DAF-2B também aumentou a vida útil do verme.
Embora a descoberta desse mecanismo para regular a sinalização da insulina seja um avanço significativo da ciência ba¡sica, ela também sugere uma nova maneira de pensar sobre o diabetes e atésobre o envelhecimento. As causas precisas da resistência a insulina subjacente ao diabetes e também são vistas em certa medida com o envelhecimento normal nunca foram totalmente esclarecidas.
"Uma possibilidade éque a resistência a insulina seja causada pela superprodução anormal de um receptor de insulina 'enganoso' truncado como o que encontramos", diz Gill.
O DAF-2B éproduzido a partir do mesmo gene que o receptor DAF-2 e resulta quando o transcrito de RNA que écopiado do gene écortado e re-spliced ​​de uma forma alternativa. Sabe-se que esse processo de emenda alternativo ocorre para muitos genes, mas Gill observa que muitas vezes édesregulado com o envelhecimento ou com certos tipos de doena§as.
"Vocaª pode imaginar que, no auge da vida, o splicing e a expressão dessa isoforma truncada, DAF-2B, são fortemente regulados, mas depois com uma mudança mais ampla no sistema de splicing devido a doença ou envelhecimento, ele se desregula e leva a resistência a insulina ", Diz Gill.
Nesse caso, e se os humanos também tiverem um receptor de insulina como o DAF-2B, reverter sua desregulação em pessoas com resistência a insulina pode ser uma nova estratanãgia para melhorar a saúde metaba³lica.