Dengan memblokir sebuah protein, VDAC1 ,di dalam sel-sel beta penghasil insulin, adalah mungkin untuk mengembalikan fungsinya kembali normal dalam kasus diabetes tipe 2. Dalam eksperimen praklinis, para peneliti di balik penelitian baru menunjukkan juga bahwa memungkinkan untuk mencegah perkembangan penyakit. Temuan ini dipublikasikan dalam jurnal ilmiah Cell Metabolism.
Para peneliti di Lund University di Swedia, percaya bahwa zat aktif yang menghambat protein VDAC1 (Voltage-dependent anion-selective channel protein 1), dapat berperan dalam pengembangan obat di masa depan untuk pengobatan diabetes tipe 2.
“Tujuannya adalah untuk dapat mengelola zat tersebut terhadap para penderita diabetes tipe 2 yang baru didiagnosis untuk memungkinkan sel-sel beta penghasil insulin untuk mempertahankan fungsinya. Atau, lebih baik lagi, untuk memberikannya kepada pasien pra-diabetes untuk mencegah timbulnya diabetes tipe 2 ”, kata ketua tim peneliti Albert Salehi, yang melakukan penelitian bersama dengan Profesor Claes Wollheim.
“Ini adalah penelitian kecil yang didasarkan pada sumbangan sel dari enam orang yang meninggal dengan diabetes tipe 2, serta sejumlah percobaan terbatas pada model hewan. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menunjukkan bagaimana pemblokiran VDAC1 mempengaruhi jaringan ginjal, jantung, otot dan lemak, misalnya. Namun, hasilnya sejauh ini sangat menjanjikan bahwa kami telah mematenkan penggunaan zat aktif dalam bidang diabetes. Kami sangat senang tentang itu, dan penelitian awal ini tidak akan mungkin terjadi tanpa dukungan finansial dari Forget Foundation,” kata Albert Salehi.
Pada permukaan sel bukan di dalam sel
Pradiabetes mungkin mengalami peningkatan kadar glukosa darah selama bertahun-tahun sebelum mengembangkan diabetes tipe 2. Kadar glukosa tinggi memulai serangkaian proses negatif. Antara lain, peningkatan produksi VDAC1, sebutan untuk sebuah protein saluran dalam sel-sel, yang dengan bantuan zat ATP, melepaskan energi dari pembangkit listrik sel, mitokondria, menuju bagian lain dari sel yang digunakan untuk membuat insulin.
Pada kadar glukosa yang tinggi, kadar protein VDAC1 meningkat, menyebabkan VDAC1 menempel juga ke permukaan sel. Energi (ATP) kemudian bocor keluar dari sel dan menyebabkan kematian sel karena kekurangan energi. Ini, pada gilirannya, menyebabkan gangguan kontrol glukosa darah yang akhirnya menyebabkan komplikasi organ, seperti penyakit kardiovaskular, penyakit ginjal, kebutaan dan stroke.
Sekresi insulin dinormalisasi
Ketika para peneliti memblokir VDAC1 dalam sel beta dari donor organ dengan diabetes tipe 2, pasokan energi dipulihkan dan sekresi insulin dinormalkan.
Percobaan kemudian diulang pada tikus, yang diketahui mengembangkan diabetes yang dikondisikan secara genetik. Akibatnya, penyakit tidak berkembang dan produksi insulin dipertahankan selama lima minggu, pada saat di mana pengobatan dihentikan dan kadar glukosa pun kembali meningkat.
“Ini adalah penelitian kecil yang dilakukan pada sel-sel dari enam donor yang sudah meninggal dengan diabetes tipe 2 serta sejumlah percobaan terbatas pada model hewan. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menunjukkan bagaimana pemblokiran VDAC1 memengaruhi jaringan seperti ginjal, otot jantung dan lemak. Tapi mengejar temuan dan melakukan penelitian pada manusia membutuhkan lebih banyak dana,” kata Albert Salehi.
Penemuan baru tentang metformin
Selain antibodi VDAC1 tertentu dan inhibitor (zat yang menghambat) VDAC1 yang diperoleh berkat kerja sama dengan para peneliti dari Israel, para peneliti di Lund University juga menggunakan obat diabetes, metformin, dan mencapai efek yang sama.
“Kami telah menunjukkan mekanisme baru untuk bagaimana metformin bekerja pada sel beta. Fakta bahwa metformin tidak hanya bekerja di luar pankreas tetapi juga melindungi sel beta dan meningkatkan sekresi insulin pada orang dengan diabetes tipe 2 yang baru-baru ini ditunjukkan oleh tim peneliti Kanada. Efeknya mungkin dicapai melalui dampak pada VDAC1”, kata Albert Salehi.
Koneksi ke penyakit Alzheimer
Ada koneksi antara diabetes tipe 2, demensia dan penyakit Alzheimer. Para penulis studi menunjukkan bahwa ada juga hubungan antara VDAC1 dan penyakit Alzheimer, karena tingkat VDAC1 yang tinggi dapat ditemukan di sel-sel otak di bagian otak yang terpengaruh pada tahap awal penyakit.
“Kami percaya bahwa zat itu mungkin memiliki efek yang baik juga pada pasien-pasien ini dengan mencegah kematian sel-sel otak dan dengan demikian meningkatkan kemampuan kognitif pasien”, kata Albert Salehi.
Fakta diabetes tipe 2
Diabetes adalah salah satu penyakit utama yang meluas, mempengaruhi lebih dari 400 juta orang di seluruh dunia. Sekitar 200 juta orang menderita diabetes tanpa menyadarinya. Penyakit ini disebabkan oleh genetika dan gaya hidup. Pola makan yang ditingkatkan dan lebih banyak olahraga dapat menjadi perawatan yang cukup bagi sebagian orang, sementara yang lain membutuhkan obat-obatan. Seperti bentuk diabetes lainnya, diabetes tipe 2 dapat menyebabkan penyakit kardiovaskular, kerusakan pada mata, ginjal dan saraf.
Fakta VDAC1 dan VDAC2
Dalam kebanyakan jaringan dan sel yang dipelajari, VDAC1 lebih umum daripada VDAC2. Baik VDAC1 dan VDAC2 berfungsi sebagai saluran ion yang memungkinkan ATP menembus.
Dalam sel beta, bagaimanapun, VDAC2 lebih umum, yang menunjukkan bahwa ia memainkan peran penting dalam sel-sel beta. Namun, jaringan (dengan sel beta) yang disumbangkan dari orang meninggal dengan diabetes tipe 2 memiliki lebih banyak VDAC1 dan kurang VDAC2, dibandingkan dengan jaringan dari donor yang sehat.
Protein bertindak sebagai lawan satu sama lain: ketika VDAC1 meningkat, VDAC2 menurun dan sebaliknya. Penemuan ini juga dilakukan oleh tim peneliti.
Dengan menggunakan mikroskop confocal, para peneliti dapat menemukan VDAC1 tetapi tidak VDAC2 di permukaan sel beta pada penderita diabetes tipe 2. Dalam sel sehat dan sel-sel dari orang-orang yang diobati dengan metformin, protein itu agaknya terletak di dalam sel di mitokondria. Ini dikonfirmasi oleh pewarnaan immunofluorescence pankreas non-diabetes dan diabetes tipe 2.
