Diabetes is een levenslange, chronische gezondheidstoestand die wordt veroorzaakt door afwijkingen in de productie en het gebruik van het hormoon insuline door het lichaam. Onderzoek heeft aangetoond dat het feel-good hormoon, dopamine (DA), een sleutelrol speelt in de manier waarop het lichaam de aanmaak van insuline reguleert. Gewoonlijk wordt insuline uitgescheiden door cellen in de pancreas die ‘bètacellen’ worden genoemd, als reactie op glucose – een proces dat toepasselijk ‘glucose-gestimuleerde insulinesecretie (GSIS) wordt genoemd. DA reguleert GSIS negatief, wat leidt tot voorbijgaande veranderingen in de insulineniveaus van het lichaam. Maar het mechanisme achter deze regulering was tot nu toe onbekend.
Onlangs ontdekte een team onder leiding van onderzoekers van het Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) het precieze mechanisme waarmee DA de insulinesecretie reguleert. Met behulp van een techniek die “totale interne reflectie fluorescentiemicroscopie” wordt genoemd, konden ze onthullen dat DA-“receptoren” – eiwitten op cellen waaraan DA kan binden – D1 en D2 genaamd, samenwerken om de tijdelijke regulatie van insuline te bereiken.
“We ontdekten dat D1-receptorantagonisten – geneesmiddelen die de activering van D1-receptoren blokkeren – de dopamine-gemedieerde remming van insulinesecretie verminderden. We zagen ook dat overexpressie van alleen D2-receptoren op bètacellen een remmend en toxisch effect uitoefende en de insulinesecretie in bèta afschafte Dit gaf ons een idee van het mechanisme van neerwaartse regulatie”, legt prof. Shoen Kume van Tokyo Tech uit, die de studie leidde.
Het onderzoeksteam voerde vervolgens verdere experimenten uit genaamd “proximity ligation” en “Western blot-assays” om de receptoren verder te bestuderen. Ze ontdekten dat D1 en D2 aan elkaar bonden om een complex te vormen dat een ‘heteromeer’ wordt genoemd. Wanneer geactiveerd door DA, remde dit heteromeer tijdelijk de insulinesecretie. Ze zagen ook dat wanneer D1 en D2 samen tot expressie werden gebracht op bètacellen, de cellen de toxische effecten van overexpressie van D2 konden omzeilen.
Dr. Kume zegt: “Uit deze bevindingen kan worden geconcludeerd dat D1 D2-signalering moduleert om bètacellen te beschermen tegen de schadelijke effecten van DA. Deze studie verbetert ons begrip van DA-signalering bij diabetes aanzienlijk.”
Het begrijpen van het mechanisme van DA-signalering bij de regulatie van insulinesecretie zal zeker nieuwe therapeutische doelen opleveren voor de preventie, behandeling en behandeling van diabetes.
Links
https://dx.doi.org/10.2337/db21-0644
https://www.titech.ac.jp/english/public-relations/research/stories/faces37-kume