I soggetti colpiti da emicrania hanno meno probabilità di sviluppare il diabete di tipo 2, mentre alcuni individui che sviluppano il diabete diventano meno inclini all’emicrania.
Oggi, gli scienziati che studiano il legame tra queste due condizioni e spiegano come i peptidi che causano il dolore dell’emicrania possono influenzare la produzione di insulina nei topi, possibilmente regolando la quantità di insulina secreta o aumentando il numero di cellule pancreatiche che la producono. Questi risultati potrebbero migliorare i metodi per prevenire o curare il diabete.
I ricercatori presenteranno i loro risultati alla riunione autunnale dell’American Chemical Society (ACS).
Emicrania e diabete: un legame per niente scontato
Il legame tra le due malattie non è ovvio: “Le emicranie si verificano nel cervello, mentre il diabete è associato al pancreas e questi organi sono lontani l’uno dall’altro“, ha spiegato Thanh Do, Ph.D., ricercatore principale del progetto. Il suo gruppo si è interessato all’argomento dopo che un certo numero di articoli ha descritto una relazione inversa tra le condizioni.
I ricercatori sapevano già che due peptidi nel sistema nervoso, il peptide correlato al gene della calcitonina (CGRP) e il polipeptide attivante l’adenilato ciclasi dell’ipofisi (PACAP), svolgono un ruolo importante nel causare il dolore dell’emicrania. Questi stessi peptidi, insieme al relativo peptide amilina, si trovano anche nel pancreas. Lì, influenzano il rilascio di insulina dalle cellule beta .
L’insulina regola i livelli di zucchero nel sangue aiutando le altre cellule del corpo ad assorbire il glucosio e a immagazzinarlo o utilizzarlo per produrre energia. Nel diabete di tipo 2, quelle altre cellule diventano resistenti all’insulina e meno capaci di assorbire il glucosio, portando ad alti livelli di zucchero nel sangue. Le cellule beta inizialmente compensano aumentando la produzione di insulina, ma alla fine si consumano e muoiono, esacerbando il problema.
A causa del loro ruolo nell’emicrania e nel diabete, CGRP e PACAP offrono bersagli per terapie che potrebbero trattare una di queste condizioni. I farmaci per l’emicrania che interferiscono con il CGRP e i suoi recettori cellulari sono stati recentemente immessi sul mercato e sono allo studio altri trattamenti. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per chiarire gli effetti dei peptidi. Sta cercando di chiarire i risultati contraddittori sul loro impatto sull’insulina.
Per sondare l’attività dei peptidi nei topi, il gruppo della Do’s University of Tennessee ha ideato un metodo per raccogliere dati da poche centinaia di cellule beta. Recentemente hanno riferito che questa tecnica ha mostrato che il CGRP ha abbassato i livelli di insulina 2 di un topo, l’analogo dell’insulina umana. Questo può contrastare la resistenza all’insulina che si sviluppa nel diabete di tipo 2, afferma Do. Ma il CGRP era meno efficace nel regolare l’insulina 1 del topo, il che concorda con i primi studi che dimostrano che i topi con solo insulina 1 sono inclini a sviluppare il diabete.
La malattia è anche associata all’aggregazione di amilina, afferma Aleksandra Antevska, una ricercatrice che collabora nel laboratorio di Do. Questi aggregati possono contribuire al danno delle cellule beta che aiuta a causare il diabete di tipo 2, osserva Do. Poiché l’amilina e l’insulina sono co-secreti dalle cellule beta, l’uso del CGRP per limitare la produzione di insulina potrebbe anche limitare la produzione di amilina. Ciò potrebbe proteggere le cellule e aiutare a normalizzare la loro funzione.
Si ritiene che anche il PACAP svolga un ruolo protettivo contro il diabete di tipo 2. Questo è fonte di confusione poiché PACAP ha dimostrato di stimolare il rilascio di insulina, che porta all’insulino-resistenza, ha chiarito Do. La sua squadra sta ora cercando di risolvere questo enigma. I risultati iniziali del gruppo mostrano che le azioni di PACAP potrebbero dipendere dai livelli di glucosio.
Il team ha trovato prove preliminari che PACAP regola l’insulina in modo glucosio-dipendente e promuove la proliferazione delle cellule beta, piuttosto che stimolare le cellule beta esistenti a lavorare di più, evitando così il rischio di consumare le cellule esistenti. Gli scienziati stanno sviluppando metodi analitici per verificarlo.
“Nonostante questi risultati positivi, non è possibile iniettare CGRP e PACAP nel corpo come strategie terapeutiche per il diabete perché questi peptidi causano dolore emicranico”, afferma Do. “Ma una volta compreso come esercitano i loro effetti sulla secrezione di insulina, possiamo progettare analoghi peptidici che controllino l’insulina ma non si leghino al recettore del dolore”.
Poiché CGRP e PACAP possono apparentemente proteggere dal diabete, Do e altri temono che i trattamenti anti-CGRP e anti-PACAP in fase di sviluppo o già sul mercato per l’emicrania possano avere la conseguenza indesiderata di aumentare il rischio di diabete. Inoltre, questi peptidi sono coinvolti in numerose altre funzioni benefiche nel corpo, come la dilatazione dei vasi sanguigni. So Do e altri scienziati stanno anche esplorando i potenziali rischi di alterare l’ attività dei peptidi.
Emicrania e diabete: è possibile scoprire come si sviluppa il diabete di tipo 2?
Un quesito fondamentale nella ricerca sul diabete è perché le cellule del pancreas, note come cellule beta, inizialmente secernono insulina in modo eccessivo. La teoria prevalente era che il corpo potesse essere in procinto di diventare insensibile all’insulina, quindi le cellule beta secernono di più per compensare. Ma le cellule beta isolate continuano a secernere insulina in modo eccessivo, il che espone una lacuna in quella teoria.
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno cercato di capire quale altro meccanismo oltre alla resistenza all’insulina e gli alti livelli di glucosio potrebbero spiegare perché si sviluppa il diabete. Gli scienziati hanno scoperto che un percorso indipendente dal glucosio, ma sensibile agli acidi grassi, sembra guidare la secrezione dell’insulina nelle prime fasi del diabete.
Il team di ricerca, guidato da Orian Shirihai, professore di endocrinologia e farmacologia presso la David Geffen School of Medicine dell’UCLA e autore senior dello studio, ha utilizzato topi prediabetici per studiare i meccanismi con cui l’insulina può essere secreta in assenza di glucosio.
Il team ha scoperto che nelle cellule beta di animali obesi e pre-diabetici, una proteina nota come Cyclophilin D, o CypD, induceva un fenomeno noto come “fuga di protoni” e che questa perdita promuoveva la secrezione di insulina in assenza di glucosio elevato. Il meccanismo dipendeva dagli acidi grassi, che normalmente non sono in grado di stimolare la secrezione di insulina negli animali sani.
Inoltre, i topi obesi privi del gene per CypD non secernono insulina in eccesso. Il team ha confermato che lo stesso processo stava avvenendo in cellule pancreatiche umane isolate: in presenza di acidi grassi a livelli che sarebbero tipici negli esseri umani obesi, le cellule secernono insulina in assenza di glucosio elevato.
I risultati suggeriscono nuovi modi per prevenire lo sviluppo dell’insulino-resistenza e per curare il diabete, compreso l’arresto della sua progressione bloccando la perdita di protoni nella cellula beta.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Diabetes dell’American Diabetes Association.
