Diabete: i cambiamenti epigenetici nelle isole di Langerhans possono essere rilevati nei pazienti diversi anni prima della diagnosi
I cambiamenti epigenetici nelle isole di Langerhans nel pancreas possono essere rilevati nei pazienti diversi anni prima della diagnosi di diabete di tipo 2. Questi cambiamenti sono responsabili di un’alterata metilazione di specifici geni che differisce da quella degli individui sani. I risultati di uno studio pubblicato sulla rivista Diabetes potrebbero aiutare a sviluppare dei nuovi marcatori diagnostici per la malattia.
Negli esseri umani 105 cambiamenti epigenetici, ossia modifiche ereditabili che non alterano la sequenza del DNA ma l’espressione dei geni, sono stati scoperti nelle cellule del sangue.
Tra le diverse cause che giocano un ruolo nello sviluppo del diabete di tipo 2 vi sono una predisposizione genetica, fattori epigenetici, una dieta ricca di grassi e zuccheri, sovrappeso e mancanza di esercizio. Per prevenire la malattia metabolica, è importante identificare precocemente le persone con un rischio più elevato di sviluppare la condizione.
Dal momento che il diabete può anche portare a disturbi funzionali nelle isole di Langerhans, i ricercatori del German Institute of Human Nutrition (DIfE) e del German Center for Diabetes Research (DZD) hanno studiato se in questa sede ci sono cambiamenti epigenetici legati allo sviluppo della malattia.
«Il nostro scopo era identificare i primi cambiamenti nella metilazione del DNA e il modello di espressione nelle isole di Langerhans in un topo predisposto al diabete e quindi testare quale di questi può essere rilevato anche nel sangue degli esseri umani prima che il diabete venga diagnosticato» ha detto Annette Schürmann, portavoce del DZD e capo del Dipartimento di Diabetologia Sperimentale presso il DIfE, spiegando l’approccio della ricerca traslazionale.
Variazione epigenetiche rilevate sia nei topi che negli umani
I ricercatori hanno nutrito topi obesi con una dieta ipercalorica per cinque settimane, dividendoli poi in animali predisposti o resistenti al diabete sulla base di determinati criteri, come il contenuto di grassi del fegato. Per entrambi i gruppi sono state determinate le metilazioni del DNA e i modelli di espressione nelle isole di Langerhans. «Siamo stati in grado di identificare 497 candidati che differivano sia in termini di espressione che di metilazione del DNA» ha spiegato il primo autore dello studio Meriem Ouni.
Il passo successivo è stato quello di cercare simili cambiamenti epigenetici nelle cellule ematiche dei partecipanti al trial EPIC-Potsdam (270 controlli e 270 nuovi casi di diabete di tipo 2 in media 3,8 anni prima della diagnosi), un’analisi prospettica su soggetti tedeschi che ha valutato il ruolo dell’alimentazione nella prevenzione delle malattie croniche.
I ricercatori hanno trovato livelli alterati di metilazione del DNA in 105 geni associati alla successiva diagnosi di diabete, e la maggior parte dei cambiamenti è stata riscontrata anche nelle isole di Langerhans dei pazienti con diabete di tipo 2. Gli autori presumono che la maggior parte delle alterazioni nella metilazione del DNA che possono essere rilevate nel sangue prima della diagnosi siano ancora presenti più avanti nel corso della malattia.
«Il nostro approccio di ricerca ampio e traslazionale ha identificato una serie di geni interessanti, la cui espressione e metilazione alterata del DNA sono associate alla successiva diagnosi di diabete» ha concluso Schürmann. «Negli esseri umani 105 di queste differenze possono essere rilevate nelle cellule del sangue pochi anni prima della diagnosi e questo potrebbe aprire la possibilità di utilizzare alcuni di questi cambiamenti come marker diagnostici per la futura insorgenza di diabete di tipo 2».
I ricercatori hanno in programma di valutare se l’alimentazione o l’uso di alcuni farmaci possono correggere modelli sfavorevoli di metilazione del DNA, oltre a determinare se i marker identificati differiscono nei vari cluster di diabete.
Riferimenti
Ouni M et al. Epigenetic Changes in Islets of Langerhans Preceding the Onset of Diabetes. Diabetes 2020;69:1-15.