Tutkijat tunnistivat geenin, joka mahdollistaa haiman beetasolujen välisen kommunikoinnin – löydös avaa uusia näkymiä diabeteksen hoitoon

Oulun yliopiston kehitysbiologian professori Seppo Vainio ja erikoistutkija Jingdong Shan olivat mukana merkittävään havaintoon johtaneessa tutkimuksessa.

Maailman Diabetesliiton mukaan 20–79-vuotiaita diabetesta sairastavia on maailmassa noin 537 miljoonaa ja määrän arvioidaan lisääntyvän 783 miljoonaan vuoteen 2045 mennessä.

Diabetes kehittyy, kun haima joko tuottaa riittämättömiä määriä insuliinia – hormonia, joka ylläpitää normaalia verensokeria – tai kun elimistö ei pysty tehokkaasti hyödyntämään insuliinia. Jos haiman beetasolujen määrä on liian pieni tai ne eivät toimi kunnolla, insuliinia ei vapaudu tarpeeksi.

Haiman beetasolut kommunikoivat keskenään erittääkseen insuliinia koordinoidusti. Tutkijat osoittivat tuoreessa julkaisussaan, että beetasolujen keskinäisen kommunikoinnin mahdollistaa Wnt4-geeni.

Tutkijat havaitsivat, että Wnt4 aktivoituu syntymän jälkeen kypsyvissä haiman beetasoluissa. Solut, jotka alkavat ilmentää Wnt4:ää, lopettavat lisääntymisen ja muuttuvat toiminnallisemmiksi. Kun Wnt4:ää on vähemmän, beetasolut erittävät vähemmän insuliinia: vaikka solut pystyivät havaitsemaan sokerin veressä, ne erittivät vähemmän insuliinia vasteena glukoosiin. Tutkijat huomasivat myös, että hiiret, joilta Wnt4-geeni on poistettu, sairastuvat diabetekseen.

Tulokset viittaavat myös siihen, että Wnt4:n lisääntyminen pian syntymän jälkeen mahdollistaa beetasolujen kypsymisen. Seuraava askel onkin ymmärtää, miksi Wnt4 ilmentyy solujen kypsyessä. Tiedolla voi olla merkitystä korvaavien beetasolujen kehittämiseksi diabeteksen hoitoon. ”Löydös tarjoaa hienon mahdollisuuden kehittää jatkossa tekniikoita, joilla potilaille voidaan ns. iPS soluista tuottaa haiman beetasoluja diabeteksen hoitoon”, Vainio kertoo.

Tutkimusta johti tohtori Anne Grapin-Botton Saksalaisesta Max Planck Dresdenin solubiologian ja genetiikan instituutista ja mukana oli lisäksi tutkijoita saksalaisesta Paul Langerhans Dresdenin instituutista sekä Oulun ja Kööpenhaminan yliopistoista.

Löydöksen taustalla on jo 1990-luvulta Harvardin yliopistosta lähtenyt yhteistyö Vainion ja Grapin-Bottonin välillä. "Muistan, että työskennellessäni Harvardissa Wnt4:n parissa munuaisten kehityksessä spekuloimme, että tällä signaalilla olisi merkitystä myös haiman kehityksessä", Vainio kertoo. Mutta tutkijoilta puuttuivat tuolloin oikeat työkalut. Yli 20 vuotta myöhemmin Grapin-Bottonin laboratoriossa työskentelevä postdoc-tutkija Keiichi Katsumoto halusi selvittää, mikä tehtävä Wnt4-geenillä on haiman kehityksessä. Sillä välin Vainion laboratorio Oulussa oli kehittänyt hiirimallejaan edelleen, mikä nyt mahdollisti Wnt4:n toiminnan selvittämisen haiman kehityksessä ja fysiologiassa.

Tutkimus julkaistiin korkeatasoisessa Nature Communications -tiedelehdessä.

Tutkimusjulkaisu: Keiichi Katsumoto, Siham Yennek, Chunguang Chen, Luis Fernando Delgadillo Silva, Sofia Traikov, Dror Sever, Ajuna Azad, Jingdong Shan, Seppo Vainio, Nikolay Ninov, Stephan Speier, & Anne Grapin-Botton: “Wnt4 is heterogeneously activated in maturing β-cells to control calcium signaling, metabolism and function”, Nat Commun 13, 6255 (2022), https://doi.org/10.1038/s41467-022-33841-5