Hjernen kan være mål for nye behandlinger af type 1-diabetes

For mere end et årti siden opdagede forskere, at en akut komplikation af type 1-diabetes, diabetisk ketoacidose (DKA), kunne reverseres med hormonet leptin, selv i fravær af insulin.

En artikel offentliggjort i Journal of Clinical Investigation forklarer, hvordan leptin påvirker hjernen, og hvordan det kan bruges i fremtidige terapeutiske tilgange.

DKA opstår, når kroppen ikke er i stand til at producere insulin og begynder at nedbryde fedtstoffer til energi. Dette kan føre til en livstruende ophobning af sukker (glukose) og ketocider i blodet. Læger administrerer traditionelt insulin til behandling af DKA, bemærker forfatterne.

Men der er nu bevis for, at hjernen spiller en nøglerolle i udviklingen af DKA, når der er mangel på insulin, ifølge en ny analyse baseret på en litteraturgennemgang og forskning udført på UW Medicine siden 2011.

"Når bugspytkirtlen ikke kan producere insulin, får hjernen et signal om, at kroppen er ved at løbe tør for brændstof, selvom den ikke gør det. Denne information formidles delvist af lave niveauer af hormonet leptin i blodet," sagde seniorforfatter Dr. Michael Schwartz, professor i medicin og afdeling for metabolisme, endokrinologi og ernæring ved University of Washington School of Medicine.

Leptin hjælper hjernen med at regulere appetit og kropsvægt. Hormonet produceres af fedtceller og bevæger sig gennem blodbanen til hjernen, især hypothalamus, det område, der styrer hvornår og hvor meget man skal spise. Når leptin er lavt, aktiverer hjernen veje til at mobilisere energireserver, herunder glukose og ketoner.

Schwartz og hans team opdagede denne sammenhæng i 2011, da de første gang injicerede leptin direkte i hjernen på rotter og mus med type 1-diabetes. I starten skete der ingenting. Men efter fire dage var forskerne forbløffede over at se, at dyrenes blodsukker- og ketonniveauer var helt vendt tilbage til det normale, på trods af deres fortsatte alvorlige insulinmangel.

"Det mest forbløffende er, at sukkerniveauet ikke bare faldt, det forblev stabilt," forklarede han. "Hvis de prøvede at hæve det, faldt det igen; hvis de prøvede at sænke det, steg det igen."

Sådanne reaktioner tydede på, at hjernen kunne opretholde normale blodsukkerniveauer selv i fravær af insulin, bemærkede Schwartz.

På det tidspunkt vidste det videnskabelige samfund af diabeteseksperter ikke, hvad de skulle mene om denne opdagelse.

"Vi har nu en meget bedre forståelse af et fænomen, der stort set blev ignoreret i 2011," sagde Schwartz.

Han planlægger at ansøge FDA om tilladelse til at udføre kliniske forsøg med leptin hos personer med type 1-diabetes for at teste, om hormonet kan normalisere blodsukkerniveauet hos patienter.

Positive resultater kan bane vejen for hjernerettet medicin mod type 1-diabetes.

"Dette er en af de mest spændende opdagelser i min karriere," sagde medforfatter Dr. Irl Hirsch, formand for Institut for Diabetespleje og Uddannelse ved UW Medicine og professor i metabolisme, endokrinologi og ernæring ved University of Washington School of Medicine.

Kontrol af glukoseniveauer med leptin kan åbne op for nye behandlingsmuligheder for patienter, sagde Hirsch.

"Misforstå mig ikke: Opdagelsen af insulin for 104 år siden var en af de store opdagelser i det forrige århundrede," tilføjede han, "men dette er det næste skridt. Det er måske den bedste vej."

Schwartz understregede, at insulinbehandling er en betydelig byrde for patienter og deres familier.

"Hvis det var muligt at behandle type 1-diabetes uden daglige insulininjektioner og konstant overvågning af sukkerniveauet, ville patienterne betragte det som en stor præstation," sagde han.

Ved at overbevise hjernen om, at brændstofreserverne ikke er opbrugt, eller ved at slukke for specifikke neuroner, der udløser glukose- og ketonproduktion, stopper kroppen den reaktion, der fører til alvorlig hyperglykæmi og DKA.

"Dette nye koncept udfordrer den længe udholdte opfattelse af, at insulinmangel er den eneste årsag til diabetisk ketoacidose, hvilket har været accepteret i årtier," sagde Schwartz.

"Det viser, at hjernen spiller en stærk rolle i udviklingen af ukontrolleret diabetes og kan være nøglen til nye behandlinger."