Kuinka COVID-19 voi johtaa diabetekseen

Joissakin tutkimuksissa on SARS-CoV-2: n (COVID-19-virus) aiheuttaman keuhkokuumeen, veritulppien ja muiden vakavien sairauksien lisäksi tunnistettu toinenkin huolestuttava yhteys. Jotkut ihmiset voivat kehittää diabeteksen akuutin COVID-19-infektion jälkeen.

Kuinka koronavirus voi aiheuttaa diabetesta? Kaksi uutta tutkimusta, joita tukevat Yhdysvaltain kansalliset terveyslaitokset, auttavat vastaamaan tähän tärkeään kysymykseen, mikä vahvistaa, että SARS-CoV-2 voi kohdistaa ja heikentää kehon insuliinia tuottavia soluja. Tulokset on julkaistu ennakkotodistuksena Cell Metabolism -lehdessä [1,2].

Tyypin 1 diabetesta esiintyy, kun haiman beetasolut eivät eritä tarpeeksi insuliinia, jotta keho voi metaboloida ruokaa optimaalisesti aterian jälkeen. Tämän insuliinivajeen seurauksena verensokeritaso nousee, mikä on diabeteksen tunnusmerkki.

Aikaisemmissa laboratoriotutkimuksissa oli ehdotettu, että SARS-CoV-2 voi tartuttaa ihmisen beetasoluja [3]. Tutkimukset osoittivat myös, että tämä vaarallinen virus voi replikoitua näissä insuliinia tuottavissa beetasoluissa, tehdä enemmän kopioita itsestään ja levitä muihin soluihin [4].

Nämä viimeisimmät tutkimukset perustuvat aikaisempiin tutkimuksiin saadakseen lisätietoja COVID-19: n ja diabeteksen välisestä yhteydestä. Tutkimukset tekivät kaksi riippumatonta ryhmää. Yhtä tiimiä johti Peter Jackson Stanfordin yliopiston lääketieteellisestä korkeakoulusta, Palo Alto, Kalifornia; ja toista ryhmää johti Shuibing Chen New Yorkin Weill Cornell Medicine -yrityksestä.

Molemmat tutkimukset vahvistivat haiman beetasolujen infektion COVID-19: een kuolleiden ihmisten ruumiinavausnäytteistä. Jackson-ryhmän muut tutkimukset viittaavat siihen, että koronavirus voi ensisijaisesti tartuttaa insuliinia tuottavia beetasoluja.

Nämä havainnot ovat biologisesti järkeviä. Beetasolut ja muut haiman solutyypit ilmentävät ACE2-reseptoriproteiinia, TMPRSS2-entsyymiproteiinia ja neuropiliini 1 (NRP1). SARS-CoV-2 riippuu näiden proteiinien pääsystä ihmissoluihin ja tartuttamisen niihin. Chen-tiimi näki todellakin koronaviruksen merkkejä sekä insuliinia tuottavissa beetasoluissa että useissa muissa haimasolutyypeissä ruumiinavauksen haarakudoksen tutkimuksissa.

Uudet havainnot osoittavat myös, että koronavirusinfektio muuttaa saarekekudoksen toimintaa – haimasolukko, joka sisältää beetasoluja. Molemmat ryhmät raportoivat todisteita siitä, että SARS-CoV-2-infektio vähentää insuliinin tuotantoa ja vapautumista haiman saarekudoksesta. Jackson-tiimi havaitsi myös, että infektio johtaa suoraan joidenkin näiden tärkeiden beetasolujen kuolemaan. Ja he osoittivat, että tämä prosessi voitiin välttää estämällä NRP1.

Beetasolujen häviämisen lisäksi infektio voi myös muuttaa elossa olevien solujen kohtaloa. Chenin ryhmä suoritti yksisoluanalyysin saadakseen tarkan kuvan geeniaktiivisuudesta haimasoluissa SARS-CoV-2-infektion jälkeen. Nämä tutkimukset osoittivat, että beetasolut käyvät läpi erilaistumisprosessin, jossa ne näyttivät ohjelmoitavan uudelleen.

Tässä prosessissa solut alkavat tuottaa vähemmän insuliinia ja enemmän glukagonia. Glukagon on hormoni, joka kannustaa maksassa olevaa glykogeenia hajoamaan glukoosiksi. Solut alkoivat myös tuottaa korkeammat trypsiini 1 -nimisen ruuansulatusentsyymin tasot. Tärkeää on, että tutkimukset osoittivat myös, että tämä transdiferentoitumisprosessi voidaan kääntää kemikaalilla (kutsutaan trans-ISRIB), jonka tiedetään vähentävän merkittävää soluvastetta stressiin.

Tämän beetasolujen transdiferentoitumisen seuraukset eivät ole vielä selvät, mutta niiden ennustetaan pahentavan insuliinipuutetta ja nostavan verensokeritasoja. Lisätutkimuksia tarvitaan sen ymmärtämiseksi, miten SARS-CoV-2 saavuttaa haiman ja mikä rooli immuunijärjestelmällä voi olla vahingossa. Ennen kaikkea nämä tutkimukset ovat jälleen muistutus tärkeydestä suojata itseäsi, perheenjäseniäsi ja yhteisösi COVID-19: ltä rokottamalla, jos et ole jo tehnyt sitä ja rohkaisemalla rakkaitasi tekemään samoin.

Viite:

[1] SARS-CoV-2-infektio indusoi beetasolujen transdiferentoitumisen. Tang et ai. Cell Metab 2021, 19. toukokuuta; S1550-4131 (21) 00232-1.

[2] SARS-CoV-2 tartuttaa ihmisen haiman beetasolut ja saa aikaan beetasolujen vajaatoiminnan. Wu et ai. Cell Metab. 2021 18. toukokuuta; S1550-4131 (21) 00230-8.

[3] Ihmisen pluripotentti kantasolupohjainen alusta SARS-CoV-2-tropismin tutkimiseen ja virustartunnan mallintamiseen ihmissoluissa ja organoideissa. Yang L, Han Y, Nilsson-Payant BE, Evans T, Schwartz RE, Chen S et ai. Solun kantasolu. 2020 2. heinäkuuta; 27 (1): 125-136.e7.

[4] SARS-CoV-2 tartuttaa ja replikoituu ihmisen endokriinisen ja eksokriinisen haiman soluissa. Müller JA, Groß R, Conzelmann C, Münch J, Heller S, Kleger A et ai. Nat Metab. 2021 helmikuu; 3 (2): 149-165.