25. januar 2019

Forskere finder nøgleprotein til dannelse af insulin

Insulin

For at det livsvigtige hormon insulin kan blive dannet i kroppen, har det brug for hjælp til at blive formet til den rigtige struktur. Et protein, der hjælper med den proces, har forskere fra Biomedicinsk Institut, Københavns Universitet, opdaget og beskrevet i et nyt studie. De nye forskningsresultater, håber forskerne kan bruges til at udvikle behandling af lidelser som forhøjet insulinniveau hyperinsulinæmi.

På trods af at hormonet insulin har været kendt og studeret i mere end 100 år, særligt i relation til diabetes, gør forskere stadig nye opdagelser om hormonet. Nu har forskere fra Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet, afdækket en hidtil ukendt proces i dannelsen af insulin. De nye forskningsresultater er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Diabetes.

Insulin bliver produceret i bugspytkirtlens betaceller. Når hormonet bliver dannet, er forstadiet såkaldt proinsulin. For at det kan modne til funktionelt insulin, har det brug for at blive foldet og bearbejdet korrekt for at få den rette struktur med hjælp fra proteiner, som er såkaldte chaperones. Forskerne har nu opdaget og identificeret en sådan chaperone. En proinsulin-chaperone, som er et glukosereguleret protein kaldet GRP94.

”Selv om proinsulin har en relativ kort sekvens, har det stadig brug for hjælp til at opnå den rigtige struktur, så det kan blive til modent, funktionelt insulin. Flere andre studier har dog vist, at proinsulin kan blive foldet uden hjælp fra proteiner under kunstige celle-fri forhold. Men i vores forsøg i levende celler viser vi, at uden assistance fra GRP94 bliver proinsulinen ikke foldet korrekt og får ikke den rigtige struktur,” fortæller sidsteforfatter til studiet og lektor Michal Tomasz Marzec, Biomedicinsk Institut, Københavns Universitet.

Forringet insulinproduktion og -udskillelse
I studiet fjernede og hæmmede forskerne proteinet GRP94 i rotte- og menneskeceller for at se, hvad der skete med proinsulinen og cellerne. Her observerede forskerne, at proinsulinen ikke blev foldet korrekt, og der blev ikke udskilt nok insulin fra betacellerne.  Forskerne var overraskede over at opdage, at det ikke havde nogen effekt på cellernes levedygtighed, da de fjernede GRP94. Der ikke skete intet med cellerne, efter at de havde fjernet proteinet.

”Det er overraskende, fordi man ville forvente, at betacellerne ville dø af stress, når store mængder af misfoldet proinsulin akkumulerede inde i cellerne. Det er som at fjerne den bærende bjælke uden at svække konstruktionen. Det tyder på, at proteinet GRP94 har en meget specialiseret funktion, samt at betacellerne er velforberedte på at kunne iværksætte effektive reaktioner på konsekvenserne af misfoldet proinsulin. Vi arbejder i øjeblikket på at forstå disse reaktioner og deres biologiske og patologiske konsekvenser,” siger lektor Michal Tomasz Marzec.

Forskningsresultaterne åbner ifølge forskerne muligheden for i fremtiden at kunne manipulere processen fra proinsulin til insulin i kroppens betaceller. Hvis man med medicin kan hæmme hjælpeproteinet, vil det dermed føre til lavere insulinudskillelse. Det vil eksempelvis være brugbart til sygdomme som hyperinsulinæmi, hvor kroppen producerer for meget insulin. På længere sigt håber de også, at det kan være brugbart ved type 1 og 2 diabetes.

”Vi håber, at den her nye opdagelse vil guide udviklingen af nye lægemidler. Hvis vi forstår de biologiske processer bag produktion af insulin i cellerne, vil det gøre os i stand til at modificere processerne. Dermed håber vi på, at vi eksempelvis bliver i stand til at hæmme overproduktionen af insulin, som det sker hos børn og voksne med hyperinsulinæmi. På længere sigt håber vi også, at vi bliver i stand til kunne øge insulinproduktion, lette betacellernes store produktionsbyrde ved type 2 diabetes og bevare deres sekretions-funktion i længere tid uden behov for insulin-injektioner,” siger lektor Michal Tomasz Marzec.

Studiet er støttet af Danmarks Frie Forskningsfond, Augustinus Fonden, Dagmar Marshalls Fond, A.P. Møller Fonden, Kirsten og Freddy Johansens Fond, Eva og Hans Carl Holms Mindelegat, Danish Diabetes Academy, Zealand Pharma, det svenske Vetenskapsrådet, den svenske Diabetesfonden, Familjen Ernfors Fond, Novo Nordisk Fonden og det amerikanske forskningsagentur National Institute of Health (NIH).

Læs det videnskabelige studie: ”The Endoplasmic Reticulum Chaperone Glucose-Regulated Protein 94 is Essential for Proinsulin Handling”.

Kontakt:
Lektor Michal Tomasz Marzec
Telefon: +45 35331284 /+45 25520256
Mail: michal@sund.ku.dk

Pressemedarbejder Cecilie Krabbe
Telefon: +45 93565911
Mail: cecilie.krabbe@sund.ku.dk