Kaksostutkimus paljasti uusia, tyypin 2 diabeteksen mekanismeja selittäviä johtolankoja

"Identtisillä kaksosilla on sama geneettinen tausta sekä sukupuoli, ja he ovat samanikäisiä. Siksi tutkijat ovat uteliaita tutkimaan identtisiä kaksosia pyrkiessään ymmärtämään sairauksien toimintaa. Huomasimme epigeneettisen muutoksen kaksosissa, joilla on tyypin 2 diabetes, ja tämä auttaa meitä ymmärtämään sairautta taas paremmin", kertoo epigenetiikan ja diabeteksen tutkija Emma Nilsson Lundin yliopiston diabeteskeskuksesta (LUDC). Hän on yksi tutkimuksen päätutkijoista.

Tutkimukseen värvättiin 14 kaksosparia Ruotsista ja Tanskasta. Identtisistä kaksosista vain toisella oli tyypin 2 diabetes. Tutkimushenkilöiden keskimääräinen ikä oli 68 vuotta, ja diabetekseen sairastuneilla oli jonkin verran korkeampi painoindeksi kuin sisaruksellaan.

Aktiivisuus matalalla
Epigeneettisiä muutoksia tapahtuu muun muassa DNA:n metylaation myötä. Metylaatio on kemiallinen prosessi, joka ohjaa geenien toimintaa (ks. faktalaatikko). Prosesseihin vaikuttavat erilaiset ympäristötekijät, kuten ruokavalio, liikunta ja stressi. Tutkijat analysoivat kaksosilta otettujen rasvakoepalojen DNA:n metylaatiota sekä mikroRNA:ta selvittääkseen, miksi vain toiselle kaksoselle oli kehittynyt tyypin 2 diabetes. MikroRNA säätelee proteiinien muodostamista soluissa.

Tutkijoiden analyysissä selvisi, että tiettyä mikroRNA:ta, mikroRNA-30:a muodostava geeni on vähemmän aktiivinen niillä kaksosilla, joilla on tyypin 2 diabetes. Tämän seurauksena heidän rasvakudoksissaan oli vähemmän mikroRNA-30:a kuin heidän sisaruksellaan. Sama ilmiö havaittiin kontrolliryhmässä, joka koostui 28:sta tyypin 2 diabetesta sairastavasta sekä 28 henkilöstä, joilla ei ole sairautta. Kontrolliryhmän koehenkilöt eivät olleet biologisesti sukua toisilleen.
"Saimme vahvistettua tuloksemme yksilöillä, jotka eivät ole kaksosia, ja tämä osoittaa, että tuloksemme pätevät kaikkiin, eivät vain identtisiin kaksosiin", Emma Nilsson sanoo.

Tärkeä palapelin pala
Tutkijat suorittivat myös kokeen, jossa he vähensivät mikroRNA-30:n määrää viljellyissä rasvasoluissa selvittääkseen, miten tämä vaikuttaa solujen kykyyn varastoida glukoosia. Tyypin 2 diabeteksen yhteydessä kehon kyky säädellä verensokeria heikentyy. Se johtuu osittain siitä, että solut ovat muuttuneet vähemmän herkiksi insuliinille. Insuliiniresistenssi saa verensokerin nousemaan. Tutkijoiden koe osoitti myös, että vähemmän mikroRNA-30:a sisältävät solut pystyivät heikommin varastoimaan glukoosia.
"Havaitsemme saman kaavan tyypin 2 diabetesta sairastavilla. Tutkimuksemme on tärkeä osa työtä, jolla pyritään ymmärtämään tyypin 2 diabetekseen vaikuttavia mekanismeja. Mitä enemmän saamme palapelin paloja kokoon, sitä parempia lääkkeitä pystymme kehittämään", Emma Nilsson sanoo.

Syvempi ymmärrys sairauden taustalla piilevistä mekanismeista voi johtaa tyypin 2 diabeteksen tehokkaampaan hoitoon. Monille potilaille tulee nykyisistä lääkkeistä sivuoireita tai heidän on vaikea saavuttaa niiden avulla oikeaa verensokerin tasoa. Tutkijat aikovat testata tuloksiaan myös tulevissa tutkimuksissa.
"Tutkimuksemme voi olla tärkeä askel matkalla kohti uusia hoitomuotoja, joissa mikroRNA:ta käytetään aktiivisena lääkeaineena tyypin 2 diabeteksen hoidossa. Käynnissä on jo kliinisiä tutkimuksia, joissa mikroRNA:ta kokeillaan lääkeaineena esimerkiksi syövän hoidossa, Emma Nilsson kertoo.

Diabetes-aikakauslehdessä julkaistavan tutkimuksen ovat tehneet yhteistyössä Lundin yliopiston, Sahlgrenskan yliopistollisen sairaalan sekä tanskalaisen Steno-diabeteskeskuksen tutkijat.

Linkki tutkimukseen Diabetes-tiedelehdessä:
https://diabetes.diabetesjournals.org/content/70/10/2402

Tietoa epigenetiikasta, DNA:n metylaatiosta ja mikroRNA:sta
Epigeneettiset muutokset ovat ympäristötekijöiden ja elämäntapavalintojen seurausta, ja ne vaikuttavat geenien toimintaan. Kehomme soluissa on perimämme eli DNA, joka sisältää geenejä. Perimme geenimme, eikä niitä voi muuttaa. DNA:han kuuluvat niin sanotut metyyliryhmät, jotka ohjaavat geenien ilmentymistä eli toisin sanoen geeniemme aktiivisuutta. DNA:n metylaatio on epigeneettinen prosessi, johon vaikuttavat liikunta, ruokavalio ja elintavat.  MikroRNA tarkoittaa pieniä, koodaamattomia RNA-molekyylejä, jotka säätelevät proteiinien valmistusta. Yksittäinen mikroRNA voi säädellä monia solun tai signalointipolun proteiineja. DNA:n metylaatio voi vaikuttaa mikroRNA:ta varten koodattaviin geeneihin.

Tutkimuksesta lyhyesti:
Aihe: tyypin 2 diabetes, mikroRNA, epigenetiikka, DNA:n metylaatio, rasvakudos, insuliiniresistenssi, kaksostutkimus
Tutkimusalue: perustutkimus, kliininen tutkimus
Julkaisun tyyppi: vertaisarvioitu julkaisu
Tutkimusasetelma: kvantitatiivinen tutkimus, tutkijalähtöinen tutkimus, tilastollinen yhteys
Kokeellinen tutkimus: in vitro
Havainnointitutkimus: poikkileikkaustutkimus. Tutkimusryhmien määrä: 2+2. Tutkimuksen osallistujamäärä: 28+56. Potilasryhmä(t) (mainitse diagnoosi): 14 identtistä kaksosta, joilla on tyypin 2 diabetes, sekä 28:n tyypin 2 diabetesta sairastavan henkilön kontrolliryhmä. Terveet vapaaehtoiset: 14 identtisen kaksosen ja 28 hengen kontrolliryhmä. Tapaus-verrokkitutkimus.

Lähde: Lundin yliopisto