Einige Viren produzieren insulinÀhnliche Hormone, die Krankheiten verursachen

Einige Viren produzieren insulinÀhnliche Hormone, die Krankheiten verursachen

Jede Zelle in Ihrem Körper reagiert auf das Hormon Insulin, und wenn dieser Prozess zu versagen beginnt, bekommen Sie Diabetes. In einem unerwarteten Ergebnis haben Wissenschaftler des Joslin Diabetes Centers vier Viren identifiziert, die insulinĂ€hnliche Hormone produzieren können, die auf menschlichen Zellen aktiv sind. Die Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten, biologische Mechanismen aufzudecken, die Diabetes oder Krebs verursachen können.

„Unsere Forschung könnte dazu beitragen, ein neues Feld zu eröffnen, das wir als mikrobielle Endokrinologie bezeichnen könnten“, sagt Emrah Altindis, PhD, eine Joslin-Forscherin und Hauptautorin eines Artikels im Journal PNAS ĂŒber die Arbeit. â€žWir zeigen, dass diese viralen Insulin-Ă€hnlichen Peptide auf menschliche und Nagetierzellen wirken können. Mit der sehr großen Anzahl von mikrobiellen Peptiden, denen wir ausgesetzt sind, gibt es ein neues Fenster fĂŒr Wirt-Mikroben-Interaktionen. Wir hoffen, dass diese Prozesse untersucht werden.“ helfen Sie uns, die Rolle von Mikroben bei menschlichen Krankheiten besser zu verstehen. “

„In der Tat wirft die Entdeckung der viralen insulinĂ€hnlichen Hormone die Frage auf, was ihre Rolle bei Diabetes sein könnte, ebenso wie Autoimmunkrankheit, Krebs und andere metabolische ZustĂ€nde“, sagt C. Ronald Kahn, MD, Joslins akademischer Leiter und Senior Autor auf dem Papier.

Die SchlĂŒsselidee fĂŒr die Untersuchung war, als Altindis, dessen frĂŒhere Forschung sich auf die Entwicklung von Impfstoffen gegen Bakterien konzentrierte, an einem Joslin-Seminar teilnahm, in dem mögliche Ursachen der Autoimmunreaktion diskutiert wurden, die den Typ-1-Diabetes antreibt. Er begann zu hypothetisieren, ob Bakterien oder Viren Insulin-Ă€hnliche Peptide (kleine Versionen von Proteinen) erzeugen könnten, die dazu beitragen könnten, die Krankheit auszulösen.

Durch die Analyse großer öffentlicher Forschungsdatenbanken, die virale Genomsequenzen enthalten, fanden er und seine Kollegen bei Joslin heraus, dass verschiedene Viren Peptide produzieren können, die ganz oder teilweise 16 menschlichen Hormonen und regulatorischen Proteinen Ă€hneln.

„Was unsere Aufmerksamkeit erregt hat, waren vier Viren, die insulinĂ€hnliche Sequenzen hatten“, sagt Kahn, der auch Mary-K.-Iacocca-Professor fĂŒr Medizin an der Harvard Medical School ist.

Diese Viren stammten aus einer Familie von Viren, von denen bekannt ist, dass sie Fisch infizieren. Um herauszufinden, ob sie bei SĂ€ugetieren aktiv sein könnten, arbeitete das Joslin-Team mit Richard DiMarchi, Professor fĂŒr Chemie an der Indiana University, zusammen, dessen Labor diese viralen insulinĂ€hnlichen Peptide (VILPs) chemisch synthetisierten.

In Experimenten an Maus- und menschlichen Zellen untersuchten die Wissenschaftler, ob die VILPs wie Hormone wirken könnten. Ihre Experimente bewiesen, dass die VILPs tatsĂ€chlich an menschliche Insulinrezeptoren und Rezeptoren fĂŒr ein eng verwandtes Hormon, das IGF-1 (insulinĂ€hnlicher Wachstumsfaktor 1), binden können. Dies sind die kritischen Proteine ​​auf den Zellen, die ihnen sagen, dass sie Glukose aufnehmen und wachsen sollen. ZusĂ€tzlich könnten die Peptide alle Signalwege innerhalb der Zellen stimulieren, die durch Humaninsulin und IGF-1 stimuliert wurden. Und MĂ€use, die mit den viralen Peptiden injiziert wurden, wiesen geringere Mengen an Blutglucose auf, ein weiteres Zeichen von Insulinwirkung. DarĂŒber hinaus zeigte die Analyse von Datenbanken mit Viren im menschlichen Darm, dass Menschen diesen Viren ausgesetzt sind.

„Es ist bekannt, dass diese Viren Fische und Amphibien infizieren, aber sie sind nicht dafĂŒr bekannt, Menschen zu infizieren“, betont Kahn. â€žEs ist jedoch möglich, dass Menschen durch das bloße Essen von Fischen diesen Viren ausgesetzt werden. Niemand hat direkt ĂŒberprĂŒft, ob die Viren unter bestimmten Bedingungen Zellen infizieren oder zumindest teilweise durch den Darm aufgenommen werden können.“

Die Wissenschaftler werden nun ihre Suche nach anderen Viren, die menschenĂ€hnliche Hormone produzieren, erweitern. â€žDieses Ergebnis ist die Spitze eines Eisbergs“, sagt Kahn. â€žMan geht davon aus, dass mehr als 300.000 Viren in SĂ€ugetieren infizieren oder transportiert werden können, und nur etwa 7.500 oder etwa 2.5% wurden sequenziert. Wir erwarten daher sicher viele virale Hormone, darunter mehr virale Insuline, in der Zukunft. “

„Diese Forschung eröffnet auch einen neuen Aspekt fĂŒr die Untersuchung von Typ-1-Diabetes und AutoimmunitĂ€t“, sagt er. â€žEs kann sein, dass diese oder Ă€hnliche mikrobische insulinĂ€hnliche MolekĂŒle ein Auslöser fĂŒr die Umwelt sein könnten, um die Autoimmunreaktion bei Typ-1-Diabetes zu starten. Andererseits könnte man sich auch vorstellen, dass dies die Immunantwort desensibilisiert und schĂŒtzend sein könnte.“

Eine Ă€hnliche Frage ist offen fĂŒr Stoffwechselkrankheiten wie Typ-2-Diabetes und Fettleibigkeit, bei denen der Körper nicht richtig auf Insulin reagiert. â€žMan könnte sich vorstellen, dass diese viralen Peptide die Insulinresistenz schĂŒtzen oder dazu beitragen können“, sagt Kahn.

Diese oder Ă€hnliche Viren könnten auch ein Faktor bei bestimmten menschlichen Krebsarten sein. â€žWenn diese Viren im Darm sind, könnten die VILPs, die sie produzieren, das Wachstum von Darmzellen anregen, so dass man Polypen oder Darmtumore bekommt?“ Kahn fragt. â€žOder wenn sie absorbiert werden oder ansteckend werden, können sie dann irgendein Organ im Körper anstecken?“

Die Analyse solcher viraler Peptide könnte den Pharmaunternehmen letztendlich helfen, neue Formen von synthetisierten menschlichen Insulinen zu entwickeln. â€žWir könnten etwas lernen, zum Beispiel ĂŒber Insulin, das keine KĂŒhlung benötigt und ĂŒber lĂ€ngere Zeit gelagert werden kann, oder ĂŒber Insulin, das schneller absorbiert wird oder langsamer abgebaut wird“, schlĂ€gt er vor.

In Anbetracht der frĂŒheren Forschung von Altindis ĂŒber Infektionskrankheiten und nicht in der Endokrinologie „ist unsere Entdeckung ein Beispiel dafĂŒr, wie die Arbeit in einem Bereich das Denken auf einem anderen Gebiet anregen kann“, fĂŒgt Kahn hinzu. â€žEs unterstreicht wirklich die Wichtigkeit der gegenseitigen Befruchtung im wissenschaftlichen Entdeckungsprozess, der so wertvoll ist, aber so unterschĂ€tzt wird.“

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