L’interazione tra diabete di tipo 2 e ormone del sonno a livello cellulare

L’ormone del sonno melatonina influenza il nostro ritmo circadiano. La ricercatrice Linda Johansson sta studiando il ruolo della melatonina nel corpo a livello cellulare, anche in relazione al diabete di tipo 2. In futuro, i risultati potrebbero aprire la strada a tipi di farmaci completamente nuovi.

Dopo diversi anni come ricercatrice negli Stati Uniti, Linda Johansson è tornata all’Università di Göteborg. Qui, sceglie di concentrarsi su una nicchia speciale: come la melatonina influisce sul corpo a livello cellulare.

La melatonina è un ormone secreto dal cervello che aiuta a regolare il ritmo circadiano. I livelli di melatonina sono influenzati dalla luce e di solito sono più alti nel buio della notte. Ma il nostro ritmo circadiano può essere interrotto dal nostro stile di vita.

– Un esempio spesso citato è il lavoro a turni, ma anche molte persone oggi non lavorano alla luce del giorno o stanno fuori al sole.

L’uso di telefoni cellulari e altri schermi elettronici influisce anche sul modo in cui siamo esposti alla luce, che può compromettere il sonno. La scarsa qualità del sonno può, a sua volta, essere un fattore di rischio per malattie come il diabete di tipo 2.

In tutto il mondo, il diabete di tipo 2 è una malattia in crescita che colpisce la salute pubblica su vasta scala. Molto spesso, il diabete è associato a uno stile di vita malsano causato, ad esempio, da fumo, cibo malsano, mancanza di movimento e scarso sonno. Ma questa non è la spiegazione completa, dice Linda Johansson.

C’è uno stigma intorno al diabete di tipo 2 secondo cui è colpa dell’individuo se ha uno stile di vita malsano. Ma non è così semplice. Il diabete di tipo 2 è una malattia multiforme che ha anche cause genetiche sottostanti.

Ci auguriamo che la nostra ricerca costituisca la base per lo sviluppo di farmaci migliori che si leghino in modo più selettivo al bersaglio giusto e causino meno effetti collaterali.

DNA

Sono necessarie ulteriori ricerche sui fattori genetici. Linda Johansson indaga su un legame tra il diabete di tipo 2 e la melatonina. Negli ultimi anni, gli studi hanno dimostrato che le persone che hanno cambiamenti genetici nei recettori del corpo per la melatonina sviluppano il diabete di tipo 2 più spesso di altri. Pertanto, è fondamentale esplorare questo meccanismo nel modo più dettagliato possibile.

Speriamo che la nostra ricerca contribuisca a una maggiore comprensione di come i recettori della melatonina sono coinvolti nell’insorgenza e nella progressione del diabete di tipo 2.

I recettori della melatonina si trovano sulla superficie delle cellule e nell’uomo ne esistono di due tipi diversi. Alcuni anni fa, Linda Johansson ha prodotto con successo immagini ad alta risoluzione dei recettori individualmente utilizzando la cristallografia a raggi X. Il metodo prevede l’utilizzo di cristalli di dimensioni nanometriche che contengono i recettori da riprendere.

Grazie alle strutture 3D, è stato possibile mostrare come i farmaci esistenti contro i disturbi del sonno si legano ai recettori. È stato anche possibile stabilire nuovi potenziali farmaci candidati.

Ora è al passo successivo. I due recettori amano “parlare” tra loro e possono formare un complesso nella membrana cellulare. L’idea è di studiare la struttura e la funzione di questo complesso. Linda Johansson spiega che l’interazione tra i recettori ha un enorme impatto sulla cellula.

– Il composto ha proprietà ed effetti completamente diversi rispetto a quando i recettori funzionano da soli. Sappiamo che quando si incontrano si verifica un percorso di segnalazione diverso e questo porta a una risposta diversa nella cellula.

La ricerca prevede di scoprire di più sui suddetti cambiamenti genetici associati al diabete di tipo 2. Una domanda è come la presenza di tali mutazioni influisce sulla segnalazione, e quindi anche su come viene attivato l’ormone del sonno. I risultati possono contribuire a nuove conoscenze sull’associazione tra diabete di tipo 2 e melatonina.

– Queste sono indagini che posso fare grazie a una borsa di studio dell’Accademia Wallenberg. Significa molto allargare i propri orizzonti nella ricerca e avere il coraggio di aprire nuovi orizzonti.

recettori inaffidabili

Ma il futuro è molto lontano. Il complesso ama muoversi e cambiare forma. Può passare da una modalità all’altra, che fa anche parte della funzione. In generale, la determinazione della struttura è piuttosto impegnativa. Pertanto, lo sviluppo del metodo è una parte importante della ricerca.

La tecnica utilizzata è la microscopia crioelettronica, che può fornire immagini ad alta risoluzione del composto a livello atomico.

Abbiamo sviluppato un metodo per studiare il complesso nella membrana delle cellule viventi e possiamo anche isolare il complesso per studi strutturali. Le strutture che sviluppiamo non sono state sviluppate da nessun altro prima e dobbiamo sperimentarle costantemente. Non c’è niente da copiare.

nuovi farmaci

I risultati potrebbero aprire un tipo completamente nuovo di ricerca sui farmaci che prende di mira i complessi dei recettori, piuttosto che i singoli recettori. Potrebbe portare a nuovi farmaci per i disturbi del sonno e possibilmente in futuro per il diabete di tipo 2.

Ci auguriamo che la nostra ricerca costituisca la base per lo sviluppo di farmaci migliori che si leghino in modo più selettivo al bersaglio giusto e causino meno effetti collaterali.

Anche da studente, Linda Johansson aspirava a una carriera di ricerca. Durante la sua carriera è passata dalle scienze naturali alla facoltà di medicina, un cambiamento di ambiente che considera arricchente.

– È emozionante andare a lavorare ogni giorno. E penso che sia molto interessante essere in grado di impegnarsi con domande di ricerca che hanno un vantaggio tangibile per le persone. Allo stesso tempo, vedo molte sinergie non sviluppate tra le scienze naturali e la medicina che vorrei contribuire a costruire insieme.

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foto di Johan Wengborg