Προβολή Μεταδιδακτορικού: Η Hannah Waterman Ερευνά την Επικοινωνία των Κυψελίδων

Η Hannah Waterman είναι μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Πανεπιστήμιο του Duke. Η έρευνά της εστιάζει στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο επικοινωνιακός μηχανισμός μεταξύ των αλφα- και βήτα-κυττάρων του παγκρέατος ρυθμίζει την απελευθέρωση της ινσουλίνης. Σε αυτό το Portrait του μεταδιδακτορικού κύκλου (Postdoc Portrait), συζητά τη σημασία της εργασίας της και το πώς ελπίζει ότι οι έρευνές της θα βοηθήσουν στη βελτίωση των θεραπειών του διαβήτη.

Συμβουλή 2: Επίλυση της Αποσύνδεσης της Επικοινωνίας των Κυττάρων των Νησιδίων του Παγκρέατος στον Διαβήτη

Σ | Ποιο επιστημονικό πρόβλημα προσπαθείτε να λύσετε;

Το βασικό επιστημονικό πρόβλημα που προσπαθεί να επιλύσει η έρευνά μου είναι το γιατί οι προαγωγικές επιδράσεις του γλυκοζοεξαρτώμενου ινσουλινotropικού πεπτιδίου (GIP), ενός ορμονής εντερικής προέλευσης η οποία εκκρίνεται μετά τις γεύματα και διεγείρει την έκκριση ινσουλίνης, είναι διαταραγμένες στις πρώιμες φάσεις του διαβήτου τύπου 2, παρά τη διατήρηση της έκφρασης του υποδοχέα GIP και τη διατήρηση της κλινικής δραστικότητας των αγωνιστών του υποδοχέα GIP. Αυτή η υποδηλώνει ότι οι θεμελιώδεις μηχανισμοί που ρυθμίζουν την επίδραση του GIP δεν έχουν ακόμη διευκρινιστεί. Κατά την παραγωγή ινσουλίνης για τη μείωση του σακχάρου στο αίμα, τα βητα κύτταρα του παγκρέατος, τα γειτονικά αλφα κύτταρα εκκρίνουν γλυκαγόνη για την αύξηση του σακχάρου στο αίμα και συντονίζουν επίσης την επικοινωνία μέσα στον Insel. Αυξάνομενα αποδείγματα δείχνουν ότι τα αμινοξέα, κυρίως η αλανίνη, ενεργοποιούν τα αλφα κύτταρα μέσω της μετάδοσης σήματος του υποδοχέα GIP και ότι αυτό οδηγεί στην έκκριση παραγόντων που αυξάνουν την έκκριση ινσουλίνης από τα βητα κύτταρα. Ωστόσο, άγνωστο παραμένει αν αυτό το σήμα από το αλφα στο βητα κύτταρο, το εξαρτώμενο από τη διατροφή, λειτουργεί στους ανθρώπους. Η έρευνά μου συνδυάζει ελεγχόμενες έρευνες μεταβολισμού στους ανθρώπους με πειράματα σε ανθρώπινα παγκρεατικά νησίδια, προκειμένου να προσδιορίσει πώς συνεργάζονται η αλανίνη και το GIP για τη ρύθμιση της έκκρισης ινσουλίνης. Η κατανόηση αυτού του μηχανισμού μπορεί να εξηγήσει γιατί η λειτουργία του GIP αλλάζει στον διαβήτο τύπου 2 και να βοηθήσει στον προσδιορισμό νέων προσεγγίσεων για τη βελτίωση των θεραπειών με βάση τα incretin και τη διατήρηση της λειτουργίας των βητα κυττάρων.

Τι σας έφερε στην έρευνα για τον μεταβολισμό;

Μεταβολισμός

Κατά τη μετάβασή μου στην μεταδοκτορική μου εκπαίδευση, άρχισα να ασχολούμαι με αδιευκρίνιστα ερωτήματα σχετικά με τις ινκρετικές ορμόνες και τη βιολογία των νωδών του παγκρέατος. Συγκεκριμένα, παρότι οι θεραπείες με βάση το GIP έχουν επιτύχει αξιοσημείωτες κλινικές επιτυχίες, περιηγήθηκα τον λόγο για τον οποίο η δράση του GIP είναι μειωμένη στον διαβήτη τύπου 2. Οι έρευνές μου εστιάζουν πλέον στην κατανόηση της επικοινωνίας μεταξύ των αλφατικών και βητατικών κυττάρων του παγκρέατος, τα οποία ρυθμίζουν την έκκριση ινσουλίνης, και στην αποκάλυψη μηχανισμών οι οποίοι θα μπορούσαν να βελτιώσουν τις θεραπείες του διαβήτη.

S | Τι μάθατε από τις έρευνές σας κάτι που δεν περιμένατε;

Ένα από τα πιο εκπληκτικά πράγματα που ανακάλυψα είναι ότι τα ορμόνες σπάνια δρουν από μόνες τους. Στα πρώτα χρόνια της εκπαίδευσής μου, θεωρούσα το GIP ως μια ορμόνη που δρούσε άμεσα στις βήτα κύτταρα του παγκρέατος για την διέγερση της έκκρισης ινσουλίνης. Καθώς άρχισα να εξερευνώ τη βιβλιογραφία και να σχεδιάζω πειράματα, κατάλαβα ότι και οι άλφα κύτταρα του παγκρέατος παίζουν ενεργό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία. Οι άλφα κύτταρα δεν εκκρίνουν γλυκαγόνη μόνο για την αύξηση του σακχάρου στο αίμα· ανταποκρίνονται σε θρεπτικά συστατικά όπως τα αμινοξέα και επικοινωνούν με τα γειτονικά βήτα κύτταρα για την αύξηση της έκκρισης ινσουλίνης. Αυτή η αλλαγή στην οπτική γωνία άλλαξε θεμελιωδώς τον τρόπο σκέψης μου για τον μεταβολικό έλεγχο. Επέστωσε την πεποίθησή μου ότι η φυσιολογία λειτουργεί μέσω συντονισμένης αλληλεπίδρασης μεταξύ κυττάρων και οργάνων, και όχι μέσω ανεξάρτητων μεμονωμένων μονοπατιών. Αυτή η συνειδητοποίηση διαμόρφωσε την ερευνητική μου προσέγγιση· με κατεύθυνε προς τη διατύπωση πιο ολοκληρωμένων ερωτημάτων και τη σχεδίαση πειραμάτων που ανταποκρίνονται στην πολυπλοκότητα του ανθρώπινου μεταβολισμού, αντί να εξερευνώ μεμονωμένα ορμόνες ή τύπους κυττάρων σε απομονωμένη μορφή.

S | Αν οι έρευνές σας επιτύχουν, τι θα μπορούσατε να αλλάξετε για την επιστήμη ή την κοινωνία;

Αν η έρευνά μου επιτυχεί, θα συμβάλει στην ανάπτυξη της κατανόησής μας για το πώς ο οργανισμός ρυθμίζει το σάκχαρο στο αίμα και πώς διαταράσσονται αυτές οι διαδικασίες στον διαβήτη τύπου 2. Ανακαλύπτοντας νέες μηχανές που ελέγχουν την έκκριση ινσουλίνης, η εργασία αυτή μπορεί να βοηθήσει στην εξήγηση του γιατί ορισμένες υπάρχουσες θεραπείες είναι αποτελεσματικές και στην αναγνώριση ευκαιριών για την ανάπτυξη καλύτερων θεραπειών. Σε ευρύτερο επίπεδο, η έρευνά μου θέτει τις βάσεις για μελλοντικές ανακαλύψεις στον τομέα του μεταβολισμού και της ενδοκρινικής βιολογίας, συνεισφέροντας στην βαθύτερη κατανόηση της ανθρώπινης φυσιολογίας. Ο διαβήτη τύπου 2 επηρεάζει εκατομμύρια ανθρώπους σε όλο τον κόσμο και αυξάνει τον κίνδυνο καρδιας παθήσεων, νεφρικών παθήσεων, τύφλωσης και άλλων σοβαρών επιπλοκών, καθιστώντας τον έναν από τους μεγαλύτερους προβληματισμούς της δημόσιας υγείας της εποχής μας. Ακόμη και οι μικρές προόδους στην κατανόηση της ασθένειας έχουν τη δυναμική να βελτιώσουν τη φροντίδα των ασθενών. Ελπίζω αυτή η έρευνα να βοηθήσει στην κατάρτιση μιας νέας γενιάς επιστημόνων που θα αντιμετωπίζουν τις πολύπλοκες βιοϊατρικές προκλήσεις, συμβάλλοντας ταυτόχρονα στην ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών στρατηγικών για την πρόληψη, τη θεραπεία και τη διαχείριση του διαβήτη.

S | Ποια είναι η ερώτηση για την οποία ανυπομονείτε περισσότερο να απαντήσετε;

Η ερώτηση που περιμένω με τη μεγαλύτερη ενθουσιασμό να απαντήσω είναι το πώς ο οργανισμός ενεργοποιείται για να διατηρήσει το σάκχαρο στο αίμα σε φυσιολογικά επίπεδα, πολύ πριν αναπτυχθεί ο διαβήτης τύπου 2. Το ότι πολλοί άνθρωποι παραμένουν μεταβολικά υγιείς για χρόνια παρά την αυξανόμενη αντίσταση στην ινσουλίνη, υποδηλώνει ότι υπάρχουν ισχυροί αντισταθμιστικοί μηχανισμοί που διατηρούν την ομοιόσταση της γλυκόζης. Επιθυμώ να κατανοήσω τι είναι αυτοί οι μηχανισμοί, γιατί αποτυγχάνουν με την πάροδο του χρόνου σε ορισμένα άτομα και αν μπορούν να ενισχυθούν για να καθυστερήσουν ή να προλάβουν την πρόοδο της νόσου. Η απάντηση σε αυτές τις ερωτήσεις θα μετατοπίσει την εστίαση από τη θεραπεία του εδραιωμένου διαβήτης στην προστασία της μεταβολικής υγείας πριν προκύψει μη αναστρέψιμη βλάβη. Η ιδέα ότι η μελέτη αυτών των πρώιμων αντιδράσεων προσαρμογής θα αποκαλύψει νέες βιολογικές αρχές και θα δημιουργήσει ευκαιρίες για παρεμβάσεις που θα επιτρέπουν στους ανθρώπους να παραμένουν υγιείς για μεγαλύτερο διάστημα, αντί να διαχειρίζονται τη νόσο μετά την ανάπτυξή της, με ενθουσιάζει.

Οι απαντήσεις έχουν ταξινομηθεί με βάση το μήκος και την περιεκτικότητα.