Portret postdoc: Hannah Waterman, cercetând comunicarea celulelor adiacente

Hannah Waterman este o cercetătoare postdoctorală la Duke University. Cercetările sale se concentrează pe înțelegerea modului în care comunicarea dintre celulele alfa și beta din pancreas reglează secreția de insulină. În cadrul acestui interviu din seria Postdoc Portrait, Hannah discută despre importanța cercetărilor sale și despre cum speră ca acestea să contribuie la îmbunătățirea tratamentelor pentru diabet.

Tip 2 Diabetes: Analiza Comunicării Celulare dintre Celulele Isule Pancreatice

S | Care este problema științifică la care încercați să găsiți o soluție?

Problema științifică fundamentală pe care încerc să o rezolv în cadrul cercetării mele este motivul pentru care efectele stimulatorii ale polipeptidului glucoză-dependent insulinotrop (GIP), un hormon derivat din intestin care se eliberează după mese și care stimulează secreția de insulină, sunt perturbate în fazele incipiente ale diabetului de tip 2, în ciuda menținerii expresiei receptorului GIP și a eficacității clinice a agoniștilor receptorului GIP. Această sugerează că mecanismele fundamentale care reglează efectul GIP-ului încă nu sunt pe deplin elucidate. În timp ce celulele beta pancreatice produc insulină pentru a scădea glicemia, celulele alfa vecine secrete glucagon pentru a crește glicemia și coordonează și comunicarea din interiorul insulelor. Dovezile tot mai numeroase arată că aminoacizii, în special alanina, activează celulele alfa prin intermediatea transducerii de semnal a receptorului GIP, ceea ce duce la eliberarea unor factori care cresc secreția de insulină din celulele beta. Cu toate acestea, nu se cunoaște încă dacă această cale de semnalizare de la celula alfa la celula beta, declanșată de alimentație, funcționează și la oameni. Cercetarea mea combină studii controlate asupra metabolismului uman cu experimente efectuate pe insule pancreatice umane, pentru a determina cum interacționează alanina și GIP în reglarea secreției de insulină. Înțelegerea acestui mecanism poate explica de ce funcția GIP-ului se modifică în diabetul de tip 2 și poate ajuta la identificarea de noi abordări pentru îmbunătățirea terapiilor bazate pe incretine și pentru protejarea funcției celulelor beta.

S | Ce v-a atras către cercetările privind metabolismul?

Metabolism

În timp ce trecem la programul meu de doctorat, am început să mă interesez de întrebările fără răspuns legate de hormonii incretini și de biologia insulelor pancreatice. În special, mă întrebam de ce efectul GIP este perturbat în diabetul de tip 2, în ciuda succesului clinic remarcabil al terapiilor bazate pe GIP. Cercetările mele se concentrează acum înțelegerea comunicării dintre celulele alfa și beta pancreatice care reglează secreția de insulină și identificarea mecanismelor care ar putea îmbunătăți terapiile antidiabetice.

S | Ce ați învățat dintr-un lucru pe care nu îl așteptați din cercetările dumneavoastră?

Unul ce am învățat care m-a surprins mai mult dintre toate este faptul că hormonii acționează rareori individual. În primele perioade ale formării mele, îl vedeam pe GIP ca pe un hormon care acționează direct asupra celulelor beta pancreatice pentru a stimula secreția de insulină. Pe măsură ce am început să analizez literatura de specialitate și să proiectez experimente, am realizat că celulele alpha pancreatice joacă și ele un rol activ în acest proces. Celulele alpha nu secretă glucagon doar pentru a crește glicemia; ele răspund la nutrienți precum aminoacizii și comunică cu celulele beta vecine pentru a crește secreția de insulină. Această schimbare de perspectivă mi-a schimbat fundamental modul de gândire în ceea ce privește reglarea metabolică. Ea a consolidat ideea că fiziologia funcționează prin interacțiuni coordonate între celule și organe, nu prin căi individuale și independente. Această conștientizare a modelat abordarea mea de cercetare; m-a îndreptat spre formularea de întrebări mai integrate și spre proiectarea de experimente care să reflecte complexitatea metabolismului uman, în loc să studiez hormoni sau tipuri de celule izolate, pe rând.

D | Dacă cercetările dumneavoastră vor avea succes, ce puteți schimba în știință sau în societate?

Dacă cercetarea mea va avea succes, va contribui la îmbunătățirea înțelegerii noastre cu privire la modul în care organismul reglează glicemia și cum se perturbă aceste procese în diabetul de tip 2. Identificând mecanisme noi care controlează secreția de insulină, această lucrare poate ajuta la explicarea motivului pentru care unele tratamente actuale sunt eficiente și la identificarea unor oportunități de dezvoltare a unor tratamente mai bune. În sens mai larg, cercetarea mea pune bazele pentru descoperiri viitoare în biologia metabolismului și a sistemului endocrin, contribuind la o înțelegere mai profundă a fiziologiei umane. Diabetul de tip 2 afectează zeci de milioane de persoane în întreaga lume și crește riscul de boli cardiovasculare, boli renale, orbite și alte complicații grave, ceea ce îl transformă într-unul dintre cele mai mari probleme de sănătate publică ale epocii noastre. Cea mai mică progresă în înțelegerea acestei boli poate avea un potențial semnificativ în îmbunătățirea îngrijirii pacienților. Sper ca această cercetare să contribuie la strategii mai eficiente pentru prevenirea, tratarea și gestionarea diabetului, facilitând în același timp formarea unei noi generații de oameni de știință care să abordeze problemele complexe din domeniul biomedical.

S | Care este întrebarea la care așteptați cu cea mai mare emoție să răspundeți în următoarea dumneavoastră sesiune?

Cea mai mare emoție pe care o am când răspund la următoarea întrebare este legată de felul în care organismul se auto-activează pentru a menține glicemia la un nivel normal mult înainte de apariția diabetului de tip 2. Faptul că multe persoane rămân metabolice sănătoase timp de ani de zile în ciuda rezistenței crescute la insulină sugerează existența unor mecanisme de compensare puternice care protejează homeostazia glicozică. Îmi doresc să înțeleg care sunt aceste mecanisme, de ce eșuează unele dintre ele în cazul anumitor indivizi pe măsură ce timpul trece și dacă pot fi întărite pentru a întârzia sau preveni progresia bolii. Răspunderea acestor întrebări va muta accentul de la tratarea diabetului deja instalat la protejarea sănătăței metabolice înainte de apariția leziunilor ireversibile. Ideea că studierea acestor răspunsuri de adaptare timpurie va revela noi principii biologice și va crea oportunități pentru intervenții care vor permite oamenilor să rămână sănătoși pentru mai mult timp, în loc să gestioneze boia după ce aceasta s-a dezvoltat, mă entuziaază profund.

Răspunsurile sunt structurate în ceea ce privește lungimea și claritatea.