Mensen met diabetes type 2 hebben vaker een slechtere spierfunctie dan anderen. Een onderzoeksteam van de universiteit van Lund in Zweden heeft nu ontdekt dat bij diabetes type 2 een specifiek gen van groot belang is voor spier stamcellen om nieuwe volgroeide spiercellen te genereren. De uitkomsten zijn gepubliceerd in Nature Communications.
“Bij mensen met diabetes type 2 is het VPS39 gen veel minder actief in de spiercellen dan bij andere mensen; en de stamcellen met minder genactiviteit vormen geen nieuwe spiercellen op hetzelfde niveau. Het gen is belangrijk als spiercellen suiker uit bloed absorberen en nieuwe spieren opbouwen. Ons onderzoek is het eerste ooit dat het verband aantoont van dit gen met diabetes type 2,” zegt Charlotte Ling, professor epigenetica bij de universiteit van Lund, die het onderzoek leidde.
Bij diabetes type 2 is het vermogen om insuline te produceren verstoord, en patienten ervaren een chronisch verhoogd bloedsuikergehalte. Spieren zijn over het algemeen minder in staat om suiker uit voeding te absorberen, en spierfunctie en -kracht zijn verzwakt bij patienten met diabetes type 2.
Een spier bestaat uit een mengsel van vezelsoorten met verschillende eigenschappen. Tijdens ons leven is ons spierweefsel in staat om nieuwe spiervezels te vormen. Er zijn ook onvolgroeide spierstamcellen die geactiveerd worden bij verwonding of sporten, bijvoorbeeld. Voor deze studie wilden de onderzoekers bekijken of epigenetische patronen in spierstamcellen een antwoord konden geven op waarom verzwakte spierfuncties voorkomen bij diabetes type 2.
Twee groepen deden mee aan de studie: 14 deelnemers met diabetes type 2, en een controlegroep van 14 gezonde deelnemers. De deelnemers werden ingedeeld op leeftijd, gender en BMI (body mass index). De onderzoekers bestudeerden de epigenetische veranderingen in de spierstamcellen in beide groepen, en onder exact dezelfde omstandigheden. Ook selecteerden zij volgroeide spiercellen en vergeleken deze. In totaal identificeerden ze 20 genen, waaronder VPS39, waarvan de genexpressie verschilde in de groepen, zowel in onvolgroeide als volgroeide spiercellen. De onderzoekers vergeleken ook de epigenetische spiercelpatronen, voor en na de celdifferentiatie van beide groepen.
“Ondanks het feit dat de spierstamcellen in beide groepen onder identieke omstandigheden zijn gegroeid, zagen we meer dan twee keer zoveel epigenetische veranderingen in de diabetes type 2 groep tijdens de differentiatie van spierstemcel naar volgroeide spiercel. Spier-specifieke genen werden niet op een normale manier gereguleerd, en epigenetica functioneerden niet op dezelfde manier in cellen van mensen met diabetes type 2,” zegt Charlotte Ling.
“De studie liet duidelijk zien dat spierstamcellen die de functie van het VPS39 gen missen, die verminderd is bij diabetes type 2, ook de mogelijkheid missen om nieuwe volgroeide spiercellen te vormen. Dit komt omdat spierstamcellen zonder VPS39 door het veranderde epigenetische mechanisme hun metabolisme niet kunnen veranderen op dezelfde manier als de spierstamcellen uit de controlegroep – daarom blijven de cellen onvolgroeid, of sterven af,” zegt Johanna Säll Sernevi, postdoctoraal onderzoeker bij de universiteit van Lund.
Om de uitkomsten te bevestigen gebruikten de onderzoekers ook diermodellen van muizen met een verminderde hoeveelheid VPS39 genen, om de ziekte na te bootsen. De muizen hadden vervolgens een veranderde genexpressie en verminderde opname van suiker uit bloed naar het spierweefsel, net zoals de patienten met diabetes type 2.
De uitgebreide studie is een samenwerking tussen Zweedse, Deense en Duitse onderzoekers, die er zeker van zijn dat de uitkomsten nieuwe wegen vrijmaken naar de behandeling van diabetes type 2.
“Het genoom, ons DNA, kan niet veranderd worden, hoewel epigenetica het in feite wel doet. Door deze nieuwe kennis is het mogelijk om de disfunctionerende epigenetica die voorkomt bij diabetes type 2, te veranderen. Bij voorbeeld, door het reguleren van proteinen, het stimuleren of verhogen van het aantal VPS39 genen, kan het mogelijk zijn om het vermogen van de spieren om suiker te regenereren en absorberen, te beinvloeden,” concludeert Charlotte Ling.
Vertaling: Ellen Lam