Mitokondria pada Pasien Diabetes Tipe 2 Tersumbat Protein Cacat, Temuan Ilmuwan

Penyakit penuaan dikaitkan dengan cacat pada sintesis dan pelipatan protein, termasuk kanker, penyakit kardiovaskular, dan diabetes tipe 2.

Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa pada pasien diabetes tipe 2, protein mengalami salah lipat di sel β penghasil insulin yang terdapat di pulau pankreas. Stres yang dihasilkan diduga terutama terlokalisasi pada retikulum endoplasma, organel yang bertanggung jawab atas produksi dan distribusi protein di dalam sel. Pada akhirnya, stres ini menyebabkan kematian sel.

Dalam sebuah studi baru yang diterbitkan di Nature Metabolism, para ilmuwan di Universitas Michigan menemukan bahwa mitokondria juga mengakumulasi protein yang salah lipat, yang menyebabkan kematian sel β. Membalikkan proses ini dapat membantu mengobati diabetes tipe 2.

Sebelumnya diketahui bahwa dua protein, insulin dan amilin, sering mengalami kesalahan lipatan pada pasien diabetes tipe 2. Keduanya diproduksi oleh sel β:

• Insulin menurunkan kadar glukosa darah dengan membantu sel menyerap gula.
• Amylin meningkatkan rasa kenyang setelah makan.

Amylin dapat membentuk agregat amiloid dalam sel β penderita diabetes, mirip dengan plak amiloid yang terlihat di otak pada penyakit Alzheimer.

"Kedua protein ini telah lama menjadi satu-satunya yang diteliti dalam sel islet penderita diabetes," kata Dr. Scott Suleimanpour, profesor riset diabetes dan direktur Pusat Penelitian Diabetes Michigan.
"Kami ingin menjawab pertanyaan ini tanpa bias dan mengidentifikasi semua protein yang salah lipat dalam sel-sel ini."

Dengan mengurutkan gen dan protein dalam sel β yang sehat dan penderita diabetes, para ilmuwan menemukan bahwa sistem pertahanan yang bertanggung jawab untuk menghilangkan protein mitokondria yang salah lipat tidak diaktifkan pada diabetes tipe 2.

Secara khusus, kadar protein LONP1, yang bertanggung jawab untuk menghilangkan protein yang rusak atau salah lipat, ditemukan berkurang pada sel dari donor dengan diabetes.

"Meskipun LONP1 sebelumnya telah dikaitkan dengan penyakit mitokondria langka, ini adalah studi pertama yang menunjukkan perannya dalam diabetes tipe 2," kata Suleimanpour.

Untuk mengonfirmasi temuan mereka, para peneliti membandingkan tikus dengan dan tanpa sistem LONP1 aktif. Tikus tanpa LONP1 memiliki kadar glukosa yang lebih tinggi dan sel β yang lebih sedikit. Kelainan ini diatasi dengan pemberian kembali LONP1, yang menunjukkan bahwa penargetan sistem ini dapat menjadi pilihan terapi baru.

"Jelas bahwa penderita diabetes tipe 2 memiliki masalah dalam menghilangkan protein yang salah lipat," tambah Suleimanpour.
"Langkah selanjutnya adalah menemukan obat yang dapat membantu melipat atau menghilangkan protein ini dengan benar."

Kelompok ini juga tertarik mempelajari perjalanan waktu diabetes tipe 2. Karena penyakit ini sering berkembang pada orang dewasa, para ilmuwan berspekulasi bahwa protein yang salah lipat dapat terakumulasi seiring waktu dan akhirnya membanjiri sel β, yang menyebabkan penyakit. Oleh karena itu, intervensi dini mungkin menjadi kuncinya.