פרופ’ (אמריטוס) בן-עמי סלע, המכון לכימיה פתולוגית, מרכז רפואי שיבא, תל-השומר; החוג לגנטיקה מולקולארית וביוכימיה (בדימוס), הפקולטה לרפואה סאקלר, אוניברסיטת תל-אביב.
ההיבט ה"עמילואידי" של amylin:
מעבר לפעילותו ה"חיובית" של amylin "כהורמון עזר" של אינסולין במניעת סוכרת, יש ל-amylin מספר היבטים של פעילות העלולה לגרום נזק. Westermark וחב' כרכו את amylin לאפשרות של תרומה לסוכרת type 2 בהיותו תורם להרס של תאי β יוצרי אינסולין ( Proc Natl Acad Sci USAמשנת 1987).
יצירת חלבון עמילואיד באיי לנגרהנס, המושרית על ידי צימות (אגרגציה) של proamylin, עלולה לתרום לאובדן הולך וגדל של תאי β. בשנת 2005 דיווח Paulsson ב-Diabetes , שהצורה המקדימה של proamylin יוצרת כנראה את הגרנולות הראשוניות שמאפשרות ל-amylin לעבור צימות וליצור את חלבון העמילואיד שעלול לגרום לתהליך אפופטוזיס בתאי β.
amylin מסוגל ליצור סיבים fibrils)) של עמילואיד in vitro, ובשלב יצירת סיבים אלה, מבנים קדם-סיביים הם בעלי רעלנות רבה לתאי β ולתאים סרטנייםinsulinoma) ) מייצרי אינסולין בתרבית תאים.
Amylin הוא מרכיב עיקרי וייחודי של amyloid של תאי β בלבלב. אכן 90% מאלה עם סוכרת type 2 מתאפיינים בנוכחות משקעי עמילואיד באיי בלבלב שפוגעים בתפקוד תאים אלה.
משקעי עמילואיד שמקורם ב-amylin מתאי לנגרהנס, מוצאים באופן בולט באיי הלבלב של אלה הסובלים מסוכרת type 2, או אלה עם גידול כמו אינסולינומה.
למרות שהקשר בין amylin לסוג זה של סוכרת ידוע זה מכבר, קשה יותר להצביע על הקשר המנגנוני. Lorenzo הציע במאמר ב-Nature מ-1994, ש-amylin בדומה ל-β amyloid הרלווונטי למחלת אלצהיימר, יכול להשרות מות תאי β במנגנון אפופטוזיס, מה שיכול לגרום להתפתחות סוכרת type 2.
לעומת זאת, הטוקסיות של סיבי עמילואיד לתאים בשלים שהוזכרו מופחתת. Brender וחב' פרסמו בשנת 2009 ב-Biochemistry שפפטיד שאינו יוצר פיברילות, שהוא הקטע של חומצות אמינו 1-19 ב-amylin ממקור אדם, טוקסי באותה מידה כמו הפפטיד השלם, ו-Brender וחב' הראו גם ב-2007 ב-Biochem Biophys Acta שמקטע של חומצות אמינו 20-29 של amylin ממקור אדם גורם לפרגמנטציה של ממברנות תאי,β כנראה בשל אפקט העמילואיד, אם כי מקטעי amylin ממקור עכבר וחולדה, משוללים תכונות טוקסיות אלה בתאי β.
משקעי amylin במוח עלולים לכרוך סוכרת עם שיטיון מסוג אלצהיימר:
Despa וחב' ב-U. Cal ב-Davis , פרסמו ב-Ann Neurol באוקטובר 2013 מאמר היפותטי, המציע שמשקעי amylin במוח, יכולים להוות סיכון להתפתחות שיטיון בחולי סוכרת type 2.
בניתוחים שלאחר המוות בחולי אלצהיימר מעל גיל 70 שנה שהיו גם סוכרתיים. קבוצת חוקרים זו גילתה לראשונה משקעי amylin ברקמות מוח מחולים אלה, והציעה שמשקעי amylin יכולים להתגבב וליצור פלאקים בדומה לאלה הנוצרים על ידי סבכי עמילואיד בחולי אלצהיימר.
נבחנו מוחות משלוש קבוצות נבדקים לאחר מותם: אלה עם סוכרת ושיטיון וסקולארי או אלצהיימר, אלה עם אלצהיימר ללא סוכרת, ואלה ללא סוכרת או שיטיון.
נמצאו כמויות נכבדות של משקעי amylin באלה עם שיטיון וסוכרת, אך באופן מפתיע נמצאו משקעי amylin מועטים יותר גם באלה עם מחלת אלצהיימר ללא סוכרת, בעוד שבקבוצת הביקורת נמצאו מעט מאוד משקעי amylin. מחקר זה עשוי להסביר מדוע סוכרת מהווה גורם סיכון לשיטיון.
קולטנים ל-amylin:
יש לפחות 3 קומפלקסים של קולטנים אליהם נקשר amylin בזיקה גבוהה, וכל השלושה מכילים בגרעין שלהם את הקולטן ל-calcitonin, וכן אחד משלושת החלבונים הידועים כ-receptor activity modifying proteins, אוRAMP1 ,RAMP2 ו-RAMP3 (Hay וחב' בסקירתם משנת 2004 ב-Biochemical Society Transactions).
חלבוני RAMP הם חלבונים טרנס-ממברנליים עם קצה N- טרמינאלי חוץ-תאי, שתפקידם הוא לעשות טרנספורט של calcitonin-receptor-like receptor לממברנת התא. חלבוני RAMP יכולים לעבור אינטראקציה עם הקולטן לקלציטונין, ועל ידי הטרומריזציה של RAMP1 לדוגמה עם קלציטונין ניתן לגרום להורמון זה להיקשר לקולטן של amylin הידוע כ-AMY1 .
קולטנים אלה מכילים 7 מקטעים (domains) טרנס-ממברנליים הקשורים לחלבוני G ופועלים דרך cAMP (Juaneda וחב' משנת 2000 ב-Trends Pharmacological Science).
השפעת amylin על רקמת העצם:
יש השערה ש-8 חומצות האמינו בקצה ה-N טרמינאלי של amylin כולל הטבעת הדי-סולפידית בין שיירי ציסטאין בעמדות 2 ו-7, הן בעלות תפקיד בגירוי השגשוג של תאים בוני עצם, אוסטאובלסטים, זאת בשיתוף פעולה עם קלציטונין.
באוסטאובלסטים של עוברי חולדות מולקולת amylin שלימה, או המקטע בן 8 חומצות האמינו בקצה ה-N טרמינאלי מעודדים שגשוג תאים אלה.
לעומת זאת, המקטע בן 29 חומצות אמינו (8-37) בקצה הקרבוקסילי שעבר אמידציה, וכן גם amylin שעבר תהליך חיזור המבקע את הקשר הדיסופידי בין שיירי ציסטאין 2 ו-7, פועלים באופן אנטגוניסטי שאינו מאפשר שגשוג אוסטאובלסטים.
כצפוי המולקולה השלימה של amylin מעכבת את תהליך ספיגת העצם על ידי תאים אוסטאוקלסטים (על פי Cornish וחב' ב-Am J Physiol Endocrinol Metabol משנת 1998).
הפרדה זו בין פעילויות Amylin ומקטעיו על תאים מרכזיים במטבוליזם של עצם, מרמזת לכך שפפטיד זה פועל דרך 2 קולטנים נפרדים, אחד מהם על אוסטאוקלסטים (ייתכן שמדובר בקולטן לקלציטונין), ואילו הקולטן השני על פני אוסטאובלסטים.
מתן יומי של מקטע 1-8 של amylin לעכברים בוגרים למשך 4 שבועות הגדיל משמעותית את עובי הקורטקס של העצם, את אורך עצמות השוֹקָה (tibia) ואת נפח העצם הטרבקולארית (Cornish וחב' ב-Am J Physiol Endocrinol Metabol משנת 2000). כל הנתונים הללו מצביעים על כך שהקשר הדיסולפידי Cys2-Cys7 חיוני להשפעת amylin על רקמת העצם.
מחקר מעניין הכורך פעילות מפחתת של amylin עם תהליך אוסטיאופורוזיס בבני-אדם, התפרסם על ידי Bronsky ו-Prusa בשנת 2003 ב-Osteoporos Int.
כיוון ש-amylin ומקטעיו מעודדים שגשוש של אוסטאובלסטים, מעכבים ספיגת עצם ומגבירים את צפיפותה ואת המסה שלה, החליטו חוקרים אלה למדוד בצום רמות amylin ב-25 נשים ו-3 גברים בגיל ממוצע של 64 שנים הלוקים באוסטיאפורוזיס, וכן בקבוצת ביקורת של 24 אנשים בריאים (11 גברים ו-13 נשים בגיל ממוצע של 53 שנה).
נמצא שסך רמת amylin הממוצעת בחולים עם אוסטיאופורוזיס הייתה 3.33±0.46 פיקומול' לליטר, בעוד שבחולי סוכרת type 2 היא הייתה בממוצע 6.29±1.47 פיקומול' לליטר, שעה שבאנשים בריאים נמדדה רמה ממוצעת של ±3.12 8.48 פיקומול' לליטר.
מחקר זה מרמז לאפשרות של מעורבות חסר ב-amylin לתהליך של אוסטיאופורוזיס. כאשר יצרו עכברים knockout טרנסגניים עם אי-יצירת amylin, התברר שהם נכשלים להגיע לשלב הנורמאלי האנורקטי מיד לאחר ארוחות. את ההשפעה האנורקטית של amylin לאחר ארוחות מייחסים לעובדה שפפטיד זה עבר אמידציה, בדומה לנוירופפטידים רבים.
התכשיר Pramlintide:
למרות היתרונות הצפויים לכאורה של טיפול ב-amylin כתוסף-עזר טיפולי לאינסולין, היישום של טיפול זה התעכב והוגבל בגלל מסיסותו הנמוכה של amylin ובגלל נטייתו לעבור צימות עצמי ולהיספח למשטחים ולממברנות.
כיוון ש-amylin טבעי הוא בעל תכונות עמילואידוגניות ופוטנציאל של טוקסיות, האסטרטגיה של חברת Amylin pharmaceuticals הייתה לבטל את התכונה העמילואידוגנית על ידי שחלוף של חומצות האמינו אלנין בעמדה 25 וסרין בעמדות 28 ו-29 של הפפטיד המקורי, בחומצת האמינו פרולין, הידועה כחומצת אמינו "שוברת מבנים פפטידיים", וכך נוצר התכשיר pramlintide (שם מותג Symlin) שהוא פפטיד בעל מטען חשמלי חיובי, המאושר מאז שנת 2005 על ידי ה-FDA לטיפול במבוגרים עם סוכרת type 1 או type 2 הצורכים אינסולין לפני הארוחה.
התכשיר pramlintide משווק כמלח אצטט של הפפטיד. למרות ש-FDA אישר שימוש ב-pramlintide למבוגרים בלבד, מספר מחקרים הראו שתכשיר זה בטיחותי ויעיל בנערים ונערות, בסביבה תומכת ומפקחת.
בין יתרונותיו של pramlintide הפחתה ברמת המוגלובין A1C והפחתת משקל בחולי סוכרת type 2 המטופלים עם אינסולין (Hollander וחב' ב-Obesity משנת 2004).
על ידי הגברת ההשפעה של amylin אנדוגני, pramlintide מסייעת בקליטת גלוקוזה על ידי התאים ולוויסות של רמת הסוכר בדם על ידי האטת התרוקנות הקיבה, הגברת תחושת השובע על פעולה על קולטנים בהיפותלמוס (השונים מהקולטנים של GLP-1, ועיכוב הפרשת גלוקאגון, שפעולתו מנוגדת לזו של אינסולין ו-amylin.
כיוון שהשפעת pramlintide היא למשך 2-3 שעות, הדבר מפחית את הנטייה לצריכת חטיפים בין ארוחות, מה שיכול להסביר את האיבוד של 2.5 ק"ג במשקל בקרב צורכי תכשיר זה במהלך 6 החודשים הראשונים לצריכתו.
נמשיך ונדון באמילין במאמר ההמשך.
בברכה, פרופ' בן-עמי סלע
28/0/2022
לקריאת כל הכתבות של פרופ' בן-עמי סלע לחץ כאן
