Joseph Bass, MD, PhD, professeur de médecine Charles F. Kettering et chef de l’endocrinologie au département de médecine, était l’auteur principal de l’étude publiée dans Cell Metabolism. Avec l’aimable autorisation d’Olivia Dimmer.
Une étude récente du laboratoire de Joseph Bass, MD, PhD, le professeur de médecine Charles F. Kettering et chef de l’endocrinologie du département de médecine, a révélé comment les facteurs de transcription au sein des cellules individuelles influencent l’identité et la fonction des cellules bêta productrices d’insuline dans le pancréas, selon les résultats publié dans Métabolisme cellulaire.
Des travaux antérieurs du laboratoire Bass ont révélé que l’horloge circadienne d’une cellule – l’ensemble des facteurs de transcription qui activent ou désactivent les gènes toutes les 24 heures – est essentielle pour que les cellules bêta régulent la production d’insuline dans le pancréas.
Plus précisément, les scientifiques ont découvert que certaines régions du génome des cellules bêta contiennent des facteurs de transcription spécialisés qui contrôlent la production et la libération d’insuline par les cellules à des moments précis du jour et de la nuit.
Dans la présente étude, les chercheurs ont cherché à comprendre comment ce timing circadien détermine à la fois le type et la fonction des cellules dans les tissus multicellulaires, tels que le pancréas.
En utilisant le séquençage unicellulaire pour analyser les cellules bêta des cellules des îlots humains, des amas de cellules dans le pancréas qui contiennent des cellules bêta et d’autres cellules productrices d’hormones, les chercheurs ont observé l’expression de l’une des deux signatures moléculaires uniques : un état inflammatoire (soutenant la survie cellulaire) ou un état de signalisation cellulaire impliquant des voies de transcription « déterminant la lignée » (soutenant la fonction cellulaire).
“Nous avions toujours su que l’horloge circadienne, du moins dans la cellule bêta, était vraiment importante, mais nous avons découvert ici qu’il semble y avoir un rôle supplémentaire pour aider à renforcer ou contrôler l’identité cellulaire et l’aider éventuellement à basculer entre ces deux états différents. : cet état inflammatoire et cet état plus déterminant pour la lignée où il semble être plus fonctionnel », a déclaré Benjamin Weidemann, étudiant au programme de formation de scientifique médical (MSTP) et auteur principal de l’étude.
Dans les modèles murins, les chercheurs ont également découvert que les signaux fondamentaux qui déterminent le développement des cellules bêta codées par le facteur de transcription PDX1 interagissent avec ces voies pour réprimer ou désactiver la signalisation de l’inflammation.
“Si les cellules bêta commencent à perdre leur fonction de cellules productrices d’insuline, ce qui émerge est un ensemble de gènes impliqués dans la détermination de la survie ou de la mort d’une cellule et appartenant aux voies de transduction du signal que nous appelons inflammatoires”, a déclaré Bass, qui est également directeur du Centre du diabète et du métabolisme et un membre du Centre de cancérologie complet Robert H. Lurie de l’Université Northwestern.
Benjamin Weidemann, étudiant au programme de formation de scientifique médical, était l’auteur principal de l’étude.
Les résultats démontrent comment PDX1 protège les cellules bêta du stress et de l’inflammation et, en outre, induit une signalisation circadienne pour soutenir le bon fonctionnement et la croissance des cellules bêta.
« Nous pensons que certains de ces principes pourraient s’avérer impliqués dans les signaux importants pour indiquer à une cellule quelle devrait être son identité, pour maintenir cette identité et pour activer et désactiver la croissance cellulaire. Ce sont donc des processus très généraux qui trouveront probablement des applications dans différents contextes tissulaires, notamment dans les cellules immunitaires », a déclaré Bass.
Les résultats pourraient également avoir des implications sur les maladies métaboliques, en particulier le diabète de type 2, la forme de diabète la plus courante, et le diabète de type 1 ou juvénile, et pourraient éclairer les futures stratégies thérapeutiques, selon Bass.
À mesure qu’une cellule bêta perd sa capacité à désactiver ou à réprimer les signaux d’inflammation et de survie cellulaire, elle devient plus vulnérable aux signaux entrants qui déclenchent la mort cellulaire et les voies d’inflammation. L’un des principaux points d’entrée de ces signaux dans la cellule bêta est un récepteur appelé récepteur bêta de l’IL-1. Les résultats suggèrent que le blocage de ce récepteur bêta de l’IL-1 pourrait améliorer la production d’insuline dans la cellule et pourrait constituer une stratégie efficace pour traiter l’hypoinsulinémie, caractérisée par une faible concentration d’insuline dans le sang. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires, selon Bass.
“Ce que nous pensons avoir appris est quelque chose de fondamental sur ce qui peut déterminer les propriétés fondamentales des cellules qui fonctionnent bien et constituent un pancréas sain par rapport à celles qui sont incapables de produire de l’insuline”, a déclaré Bass.
Les co-auteurs incluent Nathan Waldeck, étudiant du programme Driskill en sciences de la vie (DGP), et Kathryn Ramsey, Ph.D.professeur adjoint de recherche de Médecine dans la division de Endocrinologie.
Ce travail a été soutenu par les subventions R01DK127800, R01DK113011, R01DK090625, R01DK050203, F30DK116481, F31DK130589, U24DK059637, P30DK020593 de l’Institut national du diabète et des maladies digestives et rénales (NIDDK). , R01DK050203, l’Institut national sur le vieillissement (NIA) accorde R01AG065988 et P01AG011412, et la subvention P30DK020595 du Centre de recherche et de formation sur le diabète de l’Université de Chicago.
2024-01-30 18:23:31
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