Forskere har identificeret en celletype i skeletmuskler, som bliver til fedt- eller bindevæv hos personer med type 2-diabetes. Cellerne kan rumme nøglen til at behandle forskellige sygdomme med både velkendt diabetesmedicin og nye former for lægemidler.
Muskler er ikke bare muskler. De består af mange forskellige celler, der spiller hver deres rolle.
Der er selvfølgelig muskelcellerne i sig selv, men så er der også muskelstamceller, endotelceller, fedtceller og fibrosedannende celler, der laver bindevæv.
Der er dog forskel på forholdet mellem de forskellige celler hos syge og raske personer.
Tager man som eksempel en biopsi fra musklerne hos personer med type 2-diabetes, vil deres muskler ikke se ud som en sund muskel, men indeholde store mængder fedt- og bindevæv.
Det underbygger et nyt forskningsarbejde, hvori forskerne også har identificeret de celletyper, der er ansvarlige for dannelsen af fedt- og bindevæv. Celletyperne kan måske i fremtiden blive mål for behandlinger til alt fra hjertesvigt til diabetes.
"Forskellige organer er kendetegnet ved, at de netop bliver fyldt med fedt og bindevæv, når personer har diabetes. Derfor er det interessant, at vi nu har identificeret de celler, som bliver til fedt- og bindevæv i skeletmuskulaturen, da de kan blive et mål for ikke bare behandlinger til personer med diabetes, men også til patienter med eksempelvis hjertesvigt, der også er kendetegnet ved ophobning af bindevæv i hjertemuskulaturen," fortæller adjunkt Jean Farup fra Steno Diabetes Center Aarhus.
Forskningen er offentliggjort i Cell Metabolism.
Genetikken i skeletmuskler kortlagt
I forskningen har Jean Farup sammen med sine kollegaer ledt efter det, som gør muskelvæv sygt og usundt hos personer med diabetes.
Først undersøgte forskerne biopsier fra personer med diabetes ved hjælp af RNA-sekventering. Det vil sige, at de undersøgte det samlede genetiske udtryk i skeletmusklerne hos personer med type 2-diabetes og sammenlignede dem med det samlede genetiske udtryk fra skeletmuskulaturen hos raske kontrolpersoner.
Resultatet af forsøget viste, at der var meget stor forskel på skeletmuskulaturens genetiske udtryk mellem raske og syge mennesker.
"Det var virkelig en øjenåbner, hvor mange gener for bindevævsdannelse patienter med type 2-diabetes har forhøjet udtryk af i deres skeletmuskulatur. Man kunne have forestillet sig, at der specielt ville have været et anderledes udtryk af gener relateret til stofskiftet, men det var i overvældende grad i relation til bindevævsdannelse," siger Jean Farup.
Undergruppe af celler laver rod i musklerne
Efterfølgende gik forskerne på jagt efter de specifikke celler, der er ansvarlige for at overudtrykke generne for dannelsen af bindevæv.
Det gjorde forskerne ved at undersøge de enkelte cellers genetiske udtryk på enkeltcelleniveau. Her fandt de, at specielt én type af celler overudtrykker gener for bindevævsdannelse hos personer med type 2-diabetes.
Cellerne hedder fibro-adipogene progenitor-celler, og navnet dækker over, at cellerne har potentialet til både at blive til fedtceller og bindevævsceller, samtidig med at de kan dele sig og vokse i antal og omfang i skeletmuskulaturen.
Forskerne fandt samtidig, at cellerne er de eneste i skeletmuskulaturen, som effektivt er i stand til at danne fedt- og bindevæv.
Endelig identificerede forskerne en undergruppe af fibro-adipogene progenitor-celler som de ansvarlige, når personer med type 2-diabetes ophober fedt- og bindevæv i musklerne.
"Hos personer med type 2-diabetes sker der en selektiv forøgelse af netop denne subgruppe af celler, som har en stærk evne til dele sig samt at producere bindevævsproteiner. Det interessante er også, at hvis man vil reducere den uhensigtsmæssige dannelse af fedt- og bindevæv, kan man muligvis målrette sin behandling til netop disse celler, uden at det vil ramme de andre celler," forklarer Jean Farup.
Diabetesmedicin hæmmer uhensigtsmæssige celler
Så er vi fremme ved de kliniske perspektiver i den nye opdagelse.
Skeletmuskulaturen er nemlig ikke ene om at danne bindevæv på en uhensigtsmæssig måde. Det er hjertemuskulaturen også, ligesom fedtophobning og dannelsen af bindevæv også er et problem ved nyresvigt og leversvigt.
Kan man bremse de identificerede cellers evne til at dele sig, ikke bare i skeletmuskulaturen, men også i andre organer, kan det altså rumme et stort medicinsk potentiale inden for en lang række sygdomme.
I studiet undersøgte forskerne derfor, om der var forskel på dannelsen af fedt- og bindevæv i skeletmuskulaturen hos personer med diabetes afhængigt af den behandling, som de var i.
Her fandt forskerne, at patienter i behandling med diabetesmidlet metformin har en nedsat akkumulering af de fibro-adipogene progenitor-celler i musklerne.
"Det viser, at den medicin, vi giver for at behandle diabetes, gør mere end bare at sænke blodsukkeret. Der udvikles mange nye lægemidler til diabetes, og for at få den mest optimale udnyttelse af de forskellige medikamenter er det vigtigt, at vi kender virkningsmekanismerne i detaljer," forklarer en anden af forskerne bag studiet, Niels Jessen, der er forskningschef på Steno Diabetes Center Aarhus.
Årsag til hjertebeskyttende effekt af metformin
Jean Farup uddyber, at forskningsresultatet indikerer, at metformin muligvis er i stand til at udbedre degeneration af skeletmuskulaturen, og hvis behandlingen kan gøre det samme i hjertemuskulaturen, vil den formentlig kunne bruges i forbindelse med hjertesvigt, som netop er kendetegnet ved bindevævsdannelse.
Forsøg med behandling af patienter med hjertesvigt med metformin har da også vist, at personer med hjertesvigt ser ud til at komme sig bedre, hvis de samtidig er i behandling med metformin for diabetes.
"Vi mistænker, at de effekter har noget at gøre med en hæmning af de celler, som vi har identificeret. Det indikerer også, at det kan have betydning, hvis man som patient med diabetes bliver flyttet fra behandling med metformin til anden behandling. Efterhånden tyder en del evidens på, at metformin har en række andre effekter end at forbedre blodsukkerkontrollen, og derfor har det muligvis andre uhensigtsmæssige konsekvenser, hvis behandlingen stoppes," siger Jean Farup.
