Postdoc-portrett: Hannah Waterman utforsker kommunikasjonen i øye-celler

Hannah Waterman er en postdoc-forsker ved Duke-universitetet. Forskningen hennes fokuserer på å forstå hvordan kommunikasjonen mellom pankreas alfa- og beta-celler regulerer insulinfrigjøringen. I denne postdoc-portrettintervjuet snakker hun om betydningen av arbeidet hennes og hvordan hun håper at forskningen vil bidra til å forbedre diabetesbehandlinger.

Tips 2: Oppdage samspillet mellom pankreas acinusceller ved diabetes

S | Hvilket vitenskapelig problem forsøker du å løse?

Det grunnleggende vitenskapelige spørsmålet som undersøkelsen min forsøker å løse, er hvorfor de insulinfremmende effektene til glukoseavhengig insulinotropisk polypepid (GIP), et tarmavledt hormon som frigjøres etter måltider og stimulerer insulinsalivering, blir forstyrret i de tidlige stadiene av type 2-diabetes, til tross for at GIP-reseptorekspressjon bevares og at klinisk virkning av GIP-reseptoragonister vedvarer. Denne avvikningen antyder at de grunnleggende mekanismene som regulerer GIP’s virkning ennå ikke er avklart. Pankreas-beta celler produserer insulin for å senke blodsukkeret, mens de tilgrensende alfa celler frigjør glukagon for å heve blodsukkeret og samordner også kommunikasjonen inne i øyene. Økende beviser viser at aminosyrer, først og fremst alanin, aktiverer alfa celler via signalering gjennom GIP-reseptoren, og at dette fører til frigjøring av faktorer som øker insulinsalivering fra beta cellene. Til tross for dette er det ikke kjent om denne ernæringsavhengige signalytningen fra alfa celle til beta celle faktisk fungerer hos mennesker. Undersøkelsen min kombinerer kontrollerte menneskelige metabolismestudier for å fastslå hvordan alanin og GIP virker sammen for å regulere insulinsalivering med eksperimenter utført på menneslige pankreasøy. Å forstå denne mekanismen kan forklare hvorfor GIP’s funksjon endres ved type 2-diabetes og kan bidra til å identifisere nye tilnærminger for å forbedre inkretinbasert behandling og bevare beta cellers funksjon.

Hva var det som tiltalte deg til metabolske studier?

Metabolisme

Da jeg gikk over til doktorgradsstudiene mine, begynte jeg å interessere meg for upløste spørsmål knyttet til inkretinhormoner og biologien til pankreas øyler. Spesielt undret jeg meg på hvorfor GIP-virkningen var forstyrret ved type 2-diabetes, til tross for de betydelige kliniske suksessene til GIP-baserte behandlinger. Forskningen min fokuserer nå på å forstå kommunikasjonen mellom alfa- og beta-celler i pankreas som regulerer insulinutslipp, og på å avdekke mekanismer som kan forbedre diabetesbehandlinger.

S | Hva lærte du av noe du ikke forventet fra forskningene dine?

En av mest overraskende tingene jeg har lært, er at hormoner sjelden virker alene. I de første årene av utdelingen min så jeg på GIP som et hormon som direkte virker på pankreas beta-celler for å stimulere insulinsekret. Jo mer jeg studerte litteraturen og begynte å designe eksperimenter, jo mer innså jeg at pankreas alfa-celler også spiller en aktiv rolle i denne prosessen. Alfa-cellene sekretterer ikke bare glukagon for å øke blodsukkeret; de responderer også på næringsstoffer som aminosyrer og kommuniserer med de tilgrensende beta-cellene for å øke insulinsekret. Denne perspektivendringen endret fundamentalt måten jeg tenker på metabolisk regulering. Den forsterket forståelsen av at fysiologien fungerer gjennom samordnet samhandling mellom celler og organer, ikke gjennom uavhengige, isolerte veier. Denne innsikten formet min forskningstilnærming; den rettet meg mot å stille mer helhetlige spørsmål og mot å designe eksperimenter som reflekterer kompleksiteten i menneskelig metabolisme, i stedet for å isolere enkelthormoner eller celletyper.

Hvis forskningene dine lykkes, hva kan dere da endre for vitenskapen eller samfunnet?

Hvis forskningen min lykkes, vil den bidra til å forbedre vår forståelse av hvordan kroppen regulerer blodsukkeret og hvordan disse prosessene forstyrres ved type 2-diabetes. Ved å avdekke nye mekanismer som kontrollerer insulinsekretionen, kan dette arbeidet bidra til å forklare hvorfor noen eksisterende behandlinger er effektive og identifisere muligheter for å utvikle bedre behandlinger. Mer generelt legger forskningen min grunnlaget for fremtidige oppdagelser i metabolisme og endokrin biologi ved å bidra til en dypere forståelse av menneskets fysiologi. Type 2-diabetes påvirker hundrevis av millioner mennesker globalt og øker risikoen for hjertesykdom, nyresykdom, blindhet og andre alvorlige komplikasjoner, noe som gjør den til en av de største folkehelseproblemene i vår tid. Selv små fremskritt i vår forståelse av sykdommen har potensial for å forbedre pasientomsorgen. Jeg håper at denne forskningen ikke bare bidrar til mer effektive strategier for å forebygge, behandle og håndtere diabetes, men også hjelper med å oppdra en ny generasjon av forskere som skal ta opp de komplekse biomedisiniske utfordringene.

S | Hva er den neste spørsmålet du gleder deg mest til å svare på?

Det spørsmålet jeg gleder meg mest til å svare på, er hvordan kroppen evner å selv stimulere seg til å holde blodsukket på et normalt nivå lenge før type 2-diabetes utvikler seg. At mange mennesker i mange år forblir metabolsk friske til tross for økende insulinresistens, tyder på at det finnes sterke kompensatoriske mekanismer som oppretter glikoseshomeostasen. Jeg vil forstå hva disse mekanismene er, hvorfor noen av dem feiler over tid hos enkelte individer, og om de kan styrkes for å utsette eller forhindre sykdomsforløpet. Svaret på disse spørsmålene vil forskyve fokuset fra å behandle etablert diabetes til å bevare metabolsk helse før uopprettelig skade oppstår. Fiksen på at studiet av disse tidlige tilpasningsresponsene vil avdekke nye biologiske prinsipper, og skape muligheter for inngrep som gjør at mennesker kan holde seg friske lenger, i stedet for å håndtere sykdommen etter at den har utviklet seg, gleder meg.

Svarene er sortert etter lengde og klarhet.