Biochemical Genetics Department

Το Τμήμα Βιοχημικής Γενετικής του Ινστιτούτου Νευρολογίας και Γενετικής Κύπρου παρέχει εξειδικευμένες εργαστηριακές διαγνωστικές υπηρεσίες και διεξάγει έρευνα στον τομέα των Κληρονομικών Μεταβολικών Νοσημάτων. Τα ερευνητικά ενδιαφέροντα του Τμήματος εκτείνονται επίσης στη μελέτη βιοχημικών διεργασιών όπως ο μεταβολισμός του γλυκογόνου και ο ρόλος του σε παθολογικές καταστάσεις.

Η ινσουλίνη είναι μια ορμόνη-κλειδί που ρυθμίζει τα επίπεδα γλυκόζης (σακχάρου) στο αίμα, βοηθώντας τον οργανισμό να διατηρεί τη σωστή μεταβολική ισορροπία. Υπό φυσιολογικές συνθήκες, η ινσουλίνη εκκρίνεται από το πάγκρεας και διεγείρει την πρόσληψη γλυκόζης από τους περιφερικούς ιστούς, όπως οι σκελετικοί μύες και ο λιπώδης ιστός και την αποθήκευσή της με τη μορφή γλυκογόνου, ενώ ταυτόχρονα περιορίζει την παραγωγή της γλυκόζης από το ήπαρ. Η μη επαρκής απόκριση των ιστών αυτών στην ινσουλίνη χαρακτηρίζεται ως «αντίσταση στην ινσουλίνη» και συχνά συνοδεύεται από υπεργλυκαιμία και υπερινσουλιναιμία, ως συνέπεια της συνεχούς προσπάθειας του παγκρέατος να μειώσει τα αυξημένα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα αυξάνοντας την παραγωγή ινσουλίνης. 

Η αντίσταση στην ινσουλίνη αποτελεί βασικό παράγοντα κινδύνου για την εμφάνιση του σακχαρώδους διαβήτη τύπου 2, ενός χρόνιου νοσήματος που λαμβάνει πλέον επιδημικές διαστάσεις και αποτελεί παγκόσμια απειλή για τη δημόσια υγεία. Αυτό καταδεικνύει την άμεση ανάγκη για βελτίωση της διαχείρισης της νόσου και την ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών θεραπευτικών προσεγγίσεων. Σε προηγούμενη μελέτη που πραγματοποιήθηκε από το Τμήμα Βιοχημικής Γενετικής του Ινστιτούτου Νευρολογίας και Γενετικής Κύπρου αναγνωρίστηκε ο ρόλος της πρωτεΐνης Starch binding domain containing protein 1 (Stbd1) στη ρύθμιση του μεταβολισμού της γλυκόζης, καθώς ποντίκια με απάλειψη του αντίστοιχου γονιδίου εκδήλωσαν αντίσταση στην ινσουλίνη. 

Ερευνητικό έργο που χρηματοδοτήθηκε από το Telethon Κύπρου και ολοκληρώθηκε πρόσφατα στο Τμήμα Βιοχημικής Γενετικής υπό την επίβλεψη του διευθυντή του τμήματος Δρ. Πέτρου Π. Πέτρου, μελέτησε τις επιδράσεις της αύξησης των επιπέδων της πρωτεΐνης Stbd1 στη σηματοδότηση της ινσουλίνης. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε ηπατικά κύτταρα ποντικού και κατέδειξε, μεταξύ άλλων, ότι η αυξημένη έκφραση της Stbd1 ενισχύει την κυτταρική ευαισθησία στην ινσουλίνη και βελτιώνει την αντίσταση στην ινσουλίνη. Στο συγκεκριμένο κυτταρικό μοντέλο η βελτιωμένη απόκριση στην ινσουλίνη συνοδευόταν από ενεργοποίηση της κινάσης AMPK που αποτελεί εξελικτικά συντηρημένο και βασικό ρυθμιστή του κυτταρικού ενεργειακού ισοζυγίου. Τα αποτελέσματα αυτά αποκαλύπτουν ένα νέο επίπεδο αλληλεπίδρασης μεταξύ της Stbd1 και της AMPK. Δεδομένου ότι οι περισσότερες φαρμακευτικές θεραπείες για την αντίσταση στην ινσουλίνη και το σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 δρουν μέσω της ενεργοποίησης της σηματοδοτικής οδού AMPK, αυτά τα ευρήματα ενδέχεται να προσφέρουν μια νέα προοπτική για την ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών θεραπευτικών στρατηγικών.
Τα ευρήματα της πιο πάνω μελέτης έχουν δημοσιευθεί πρόσφατα στο διεθνές έγκριτο επιστημονικό περιοδικό The FEBS Journal.

 
Εικόνα 1. Σχηματική απεικόνιση των επιδράσεων της πρωτεΐνης Stbd1 στα ηπατοκύτταρα AML12. Η πρωτεΐνη Stbd1 προσδένει γλυκογόνο και υπόκειται σε τροποποίηση μέσω N-μυριστιλίωσης. Η αύξηση των επιπέδων της πρωτεΐνης σε ηπατικά κύτταρα οδηγεί στην ενεργοποίηση της σηματοδότησης AMPK και τη βελτίωση της ευαισθησίας στην ινσουλίνη ανεξαρτήτως Ν-μυριστιλίωσης και των συνεπαγόμενων αλλαγών στα επίπεδα γλυκογόνου, επαφών μεταξύ ενδοπλασματικού δικτύου και μιτοχονδρίων (ΕΔΜ), της μορφολογίας των μιτοχονδρίων και των επιπέδων ασβεστίου. 

Άντρια Θεοδούλου
Υποψήφια Διδάκτωρ στο Πρόγραμμα Μοριακής Ιατρικής
Τμήμα Βιοχημικής Γενετικής