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CGRP, PACAP e cugini: i mediatori polipeptidici di emicrania e diabete si scambiano opportunità

Gli scienziati hanno considerato ampiamente l’associazione tra emicrania e diabete a causa del fatto insolito che le persone con emicrania hanno meno probabilità di sviluppare il diabete di tipo 2, mentre le persone che sviluppano il diabete diventano meno inclini all’emicrania. Nuove scoperte ora fanno luce sul legame sottostante tra queste condizioni poiché gli scienziati hanno dimostrato che i peptidi che causano il dolore dell’emicrania possono influenzare la produzione di insulina, probabilmente regolando la quantità di insulina secreta o aumentando il numero di cellule pancreatiche che la producono. Un’ultima ricerca, infatti, ha scoperto che i peptidi che causano l’emicrania influenzano anche la produzione di insulina, che potrebbe fornire un nuovo trattamento preventivo per il diabete di tipo 2 se sfruttato in modo efficace. Il gruppo di ricerca dietro il progetto si è interessato all’argomento per la prima volta dopo che gli studi hanno descritto per la prima volta una relazione inversa tra le condizioni. Lo studio dovrebbe essere presentato durante la riunione autunnale dell’American Chemical Society (ACS).

In particolare, ricerche passate hanno mostrato che due particolari peptidi, il peptide correlato al gene della calcitonina (CGRP) e il polipeptide ipofisario attivante l’adenilatociclasi (PACAP), svolgono un ruolo chiave nel causare il dolore dell’emicrania. È interessante notare che questi peptidi, così come il relativo peptide amilina, si trovano nel pancreas, dove la loro funzione è quella di rilasciare insulina dalle cellule beta. Questo è importante poiché l’insulina controlla i livelli di zucchero nel sangue aiutando ad assorbire il glucosio prima di immagazzinarlo o utilizzarlo per produrre energia e questo processo è deregolato nel diabete di tipo 2 poiché le cellule diventano resistenti all’insulina. Ciò porta a una riduzione dell’assorbimento di insulina e a livelli di zucchero nel sangue più elevati. In risposta, le cellule beta in genere compensano aumentando la produzione di insulina, ma si consumano e muoiono per stress cellulare. È qui che vengono introdotti i peptidi poiché sia ​​CGRP che PACAP offrono bersagli terapeutici per trattare sia il dolore emicranico che il diabete di tipo 2.

In particolare, recentemente sono stati messi in vendita farmaci per prevenire il dolore emicranico interferendo con il CGRP e i suoi recettori cellulari e sono allo studio altri trattamenti. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per chiarire i meccanismi dei peptidi e il presente studio sta cercando di chiarire i risultati contraddittori dei loro effetti sull’insulina. I ricercatori hanno progettato un nuovo metodo per raccogliere dati da alcune centinaia di cellule beta, riportando prove di successo con questa tecnica e mostrando anche che il CGRP ha ridotto i livelli di insulina nei topi. Questo è stato di fondamentale interesse in quanto il tipo di insulina che è stato ridotto era l’insulina 2, l’analogo dell’insulina umana, e può contrastare la resistenza all’insulina osservata nei diabetici di tipo 2. Tuttavia, il CGRP non è stato altrettanto efficace nella regolazione dell’insulina 1 del topo, in linea con i risultati precedenti che mostravano che i topi con solo insulina 1 sono soggetti a condizioni diabetiche. Inoltre, il diabete di tipo 2 è associato all’aggregazione di amilina e tali aggregati possono contribuire al danno delle cellule beta.

Inoltre, l’amilina e l’insulina sono co-secreti dalle cellule beta, e quindi l’uso di CGRP per limitare la produzione di insulina potrebbe anche limitare la produzione di amilina. Stranamente, si pensa anche che PACAP svolga un ruolo protettivo contro il diabete di tipo 2, il che è contraddittorio poiché PACAP stimola anche il rilascio di insulina che porta all’insulino-resistenza nei diabetici. Questo enigma è ora un punto focale degli sforzi dei ricercatori, con i risultati iniziali che mostrano che le azioni del PACAP possono dipendere dai livelli di glucosio. Pertanto, PACAP potrebbe agire in modo glucosio-dipendente e promuovere la proliferazione delle cellule beta, che eviterebbe di indebolire le cellule esistenti e produrrebbe piuttosto nuove cellule che producono insulina. Poiché CGRP e PACAP possono apparentemente proteggere dal diabete, gli attuali trattamenti anti-CGRP e anti-PACAP potrebbero avere conseguenze non intenzionali di aumentare piuttosto che ridurre il rischio di diabete.

Inoltre, i peptidi hanno anche importanti funzioni aggiuntive, inclusa la dilatazione dei vasi sanguigni, e l’interruzione di tali funzioni potrebbe avere conseguenze imprevedibili. In risposta, il team e altri scienziati stanno considerando i potenziali rischi di alterare l’attività dei peptidi, pur continuando gli sforzi di ricerca sull’azione di questi peptidi. In questo studio è la prima volta che sono stati osservati i doppi effetti del CGRP sul rilascio di insulina 1 e 2 nel topo e le funzioni dei peptidi sono state determinate in modo completo, con risultati associati alle stesse condizioni negli esseri umani grazie ai risultati incentrati su analoghi correlati. La ricerca futura che esamina le implicazioni dei cambiamenti nell’attività dei biopeptidi, nonché la considerazione di studi sull’uomo che utilizzano terapie farmacologiche, potrebbe migliorare ulteriormente la comprensione di CGRP e PACAP sia nelle situazioni di ricerca di base che in quelle a sfondo clinico.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Do TP, Al-Saoudi A, Ashina M. Rev Neurol (Paris) 2021 Jul 19.

Rees TA, Hendrikse ER et al. Brit J Pharmacol. 2021 Jun 29.

Moreno-Ajona D et al. Curr Opin Neurol. 2021; 34(3):363-372.

Dott. Gianfrancesco Cormaci
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di due brevetti sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of patents concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica e salute sui siti web salutesicilia.com, medicomunicare.it e in lingua inglese sul sito www.medicomunicare.com
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