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Investigación descubre nuevas claves sobre causa de la diabetes

New insights into cause of diabetes emerge from U-M research

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ANN ARBOR, Michigan.— Los investigadores de la Universidad de Michigan tienen nuevas claves sobre qué se descarrila a nivel celular en la diabetes tipo 2. Sus resultados, que se publican en la edición de de esta semana de la revista Journal of the American Chemical Society (JACS), cuestiona las opiniones convencionales sobre la forma en que se inicia la enfermedad y podría conducir al desarrollo de medicamentos para el tratamiento, además de la diabetes de otras enfermedades relacionadas con el envejecimiento.

Una de las características más salientes de la diabetes tipo 2 es la presencia de grumos de fibras de proteína llamadas amiloides en las células del páncreas que producen la insulina. La investigación anterior ha sugerido que la formación de amiloides de alguna manera daña las membranas que rodean estas células, las mata y precipita la diabetes. Pero el profesor de química y biofísica Ayyalusamy Ramamoorthy y sus colaboradores muestran en el nuevo estudio que el daño puede ocurrir independientemente de la formación de amiloides y que la proteína involucrada, conocida como islote de proteína amiloide polipéptido (IAPP por su sigla en inglés) tiene regiones separadas responsables por la formación de amiloides y el trastorno de la membrana.

"Ya se sabía que las fibras amiloides mismas no son especialmente dañinas para las células, pero se pensaba que el proceso de formación de amiloides podía generar compuestos intermedios tóxicos que causaban el daño a la membrana. Este asuntos ha sido materia de gran debate", dijo Ramamoorthy.

El grupo de la UM, que rompió un extremo de la proteína y probó las propiedades del fragmento resultante, encontró que el fragmento puede trastornar las membranas y causar la muerte de la célula de manera tan eficaz como la proteína completa, sin la formación de amiloides.

Luego los investigadores compararon la forma humana de la IAPP con la versión en ratas, que no causa la muerte de células, y encontraron que la diferencia de un solo aminoácido (el bloque de construcción de las proteínas) es responsable por la toxicidad. En colaboración con el profesor de química y farmacología Robert T. Kennedy, Ramamoorthy estudia ahora la proteína en células vivas y obtiene los mismos resultados que obtuvo con las membranas de célula modelo usadas en el reciente artículo de JACS.

Aunque se cree que la IAPP contribuye al desarrollo de la diabetes tipo 2, no se han desarrollado aún medicamentos que supriman el papel de la IAPP en la diabetes principalmente porque sigue siendo un misterio el mecanismo molecular por el cual la IAPP se torna tóxica. Además, la presencia de formas tóxicas y no tóxicas de la misma proteína en el cuerpo humano complica considerablemente el descubrimiento de qué hace que la proteína sea tóxica.

"Algo interesante es que éste es, exactamente, el mismo problema que ha limitado el progreso de la investigación para el descubrimiento de medicamentos que traten otras enfermedades por amiloides, relacionadas con la edad, como Alzheimer's, Parkinson's, Huntington's y la enfermedad de la 'vaca loca'", dijo Ramamoorthy. "Nuestro hallazgo clave de una versión de la proteína que existe solo en una forma tóxica estable simplifica considerablemente la búsqueda de compuestos que prevengan estas enfermedades".

Ahora los investigadores planifican el uso de técnicas imagen de estado sólido por resonancia magnética nuclear a nivel atómico para producir películas nanoscópicas que diluciden más las causas de la diabetes tipo 2. Además explorarán cómo los cambios con la edad en las moléculas de la membrana celular contribuyen al desarrollo de enfermedades relacionadas con el envejecimiento.

Ramamoorthy colaboró en el proyecto con postdoctoral fellow Jeffrey Brender, los estudiantes Edgar Lee y Marchello Cavitt; el profesor de química y biofísica Ari Gafni; el profesor de física y biofísica Duncan Steel. Los investigadores recibieron fondos del Centro Michigan de Capacitación en Invetigación de la Diabetes en la Universidad de Michigan, los Institutos Nacionales de Salud y la Asociación Estadounidense de la Diabetes.

Contact: Nancy Ross-Flanigan

Courtesy: University of Michigan Health System

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