Nebude příliš velkou nadsázkou říct, že cukrovka se stala součástí našeho stylu života. Jenom v ČR je přibližně 800 tisíc evidovaných diabetiků, ve světě se jejich počet blíží k půl miliardě. Svým způsobem „naštěstí“ se v převážné většině případů této chronické metabolické poruchy jedná o tzv. diabetes 2. typu postihující zejména starší lidi. Jejich endokrinní beta buňky Langerhansových ostrůvků pankreatu (slinivky břišní) sice produkují inzulin - hormon zajišťující absorpci glukózy hlavně buňkami jater, svalů a tukové tkáně, jenže když tělo na něj nereaguje dostatečně, koncentrace glukózy v krvi se zvýší, zatím co buňky strádají. V tomto případě pomáhají léky zvyšující citlivost na inzulin.
Asi horší je cukrovka, zapříčiněna přímo nefunkčností beta buněk, kdy je potřebné inzulin tělu dodávat injekcemi. I když se může vyvinout v každém věku, nezřídka postihuje již děti, když zdědily genetické predispozice (diabetes 1. typu). Zažitou představu, že u tohoto typu cukrovky vždy dochází k destrukci beta buněk sebepoškozujícími autoimunitními reakcemi, budeme muset opravit, nebo alespoň doplnit o další způsob, jakým zejména ve středním a starším věku můžeme přijít o schopnost produkovat inzulin. Odhalili ho výzkumníci z Imunologického a epigenetického ústavu Maxe Plancka ve Freiburgu a výsledky výzkumu zveřejnili v odborném časopisu Cell Metabolism. Zjistili, že beta-buňky ne vždy zanikají, nýbrž se v důsledku narušených epigenetických (negenetických) regulačních procesů postupně mění na své vývojově bezprostřední buněčné předchůdce. Dochází tedy u nich k jakési de-diferenciaci, ztrátě funkční identity a utlumení sekrece inzulinu. ¨
"Metabolický stres byl považován za hlavní spouštěč de-diferenciace. Ale prokázali jsme, že k tomu je nevyhnutné i prolomení epigenetické bariéry, která funkční identitu beta-buněk kontroluje. Zdá se tedy, že musí dojít ke dvěma nezávislým patologickým jevům současně. Tato pevná pojistka identity má smysl, protože lidské beta buňky mohou pracovat i přes 40 let, takže potřebují účinné mechanizmy neustále posilující přesnost svého fungování", vysvětluje Andrew Pospisilik, šéf výzkumné skupiny.
Zkoumání tisíců beta-buněk myších i od lidí s diabetem a bez něho odhalilo 25 mírně rozdílných typů chromatinů (chromozomových vláken tvořených uspořádáním řetězce DNA a specifických bílkovin) a jen dva z nich ovlivňují funkčnost inzulin produkujících buněk, tak, že jim odebírají „výuční list“ pro tuto jejich specializaci. Odpovědny za to jsou pozměněné epigenetické procesy v proteinovém obalu vlákna DNA. Stačí, aby se jisté specifické regulační proteiny (polycomb bílkoviny) navázaly na nesprávné místo a vypnuly v něm aktivitu důležitých genů, nebo naopak, v místě, kde by být měly, chybí - a dochází k změně identity buňky, která dál neplní své poslání. Vědci působení těchto narušených epigenetických přepínačů ověřili na živých modelech – laboratorních myších s analogy zmíněných dvou typů chromatinů. Zvířata s touto modifikací byla nejprve zdravá, v jejich slinivce břišní se tvořily funkční beta buňky produkující inzulín. Ale ve středním věku se tyto buňky postupně de-diferencovaly, tedy přišly o svou specializaci. Myšky tím ztratily schopnost kontrolovat hladinu cukru v krvi, jinak řečeno, měly cukrovku.
Je zajímavé si uvědomit, že funkční beta-buňka i ta nefunkční de-diferencovaná mají zcela identický soubor genů, na něm se nic nemění. Pozměněna je jenom exprese několika z nich. I z toho je zřejmá důležitost správného fungování epigenetických procesů.
Tím nejlepším příkladem je však vývoj živého organizmu - rostliny, nebo zvířete, člověka nevyjímaje. Na začátku se jediná buňka (oplozené semínko, vajíčko) dělí na identické, nijak nespecializované buňky, každá se stejnou sadou genů. A právě epigenetické mechanizmy začnou od jistého okamžiku buňkám přidělovat různé funkce v závislosti od místa, kde ve vyvíjejícím se embryu jsou. Tajemství takové specializace všehoschopné (omnipotentní) kmenové buňky na buňku s jistým posláním, třeba neuron, buňku svalu, kůže, oční sítnice… tkví ve správném epigenetickém zapínání a vypínání aktivity příslušných genů.
To, že většina embryí se vyvine ve zdravé jedince, dokazuje, že epigenetické i genetické orchestry dovedou společně hrát tu úžasnou symfonii života s fascinující virtuozitou.
Samozřejmě genetická i epigenetická chyba se nejednou vloudí. Nemusí způsobit nic nebo téměř nic, může být pro organizmus i přínosem, ale také vážným problémem, jakým je i zkoumaná příčina diabetu. Pro ty, jež trpí důsledky vysoké koncentrace cukru v krvi, jsou výsledky výzkumu velmi důležité, protože jen poznání proč a jak nemoc vzniká, umožňuje rozhodnout o té nejlepší léčbě, případně ji dál hledat.