Interazione tra la segnalazione dell’insulina e la funzione mitocondriale
Nuove tecnologie per la creazione di profili sono entrate nel campo biomedico, generando un’abbondanza di dati mai avuta prima. Strumenti computazionali in grado di recuperare dati sono necessari per integrare le informazioni di reti in modelli significativi. Il diabete di tipo 2 ha raggiunto proporzioni epidemiche. Sempre più prove suggeriscono che le alterazioni della funzione mitocondriale possono provocare lo sviluppo della resistenza all’insulina e che al contrario la segnalazione dell’insulina ha un impatto diretto sulla funzione mitocondriale. Per chiarire questa interazione, il progetto MITIN (Integration of the system models of insulin signalling and of mitochondrial function and its application in the study of complex diseases), finanziato dall’UE, ha studiato i meccanismi dipendenti dai mitocondri responsabili dello sviluppo di resistenza all’insulina. Il consorzio ha seguito un approccio di biologia dei sistemi e ha generato strumenti computerizzati per studiare sistemi biologici complessi e reti di regolazione. I ricercatori hanno sviluppato un quadro computazionale che integrava le conoscenze esistenti sull’espressione genetica, le proteine o i metaboliti di segnalazione dell’insulina e i processi mitocondriali. Anche i dati generati nel corso del progetto MITIN tramite analisi trascrittomica e lipidomica sono stati incorporati nel quadro. Si è data particolare importanza alla creazione di un profilo dei lipidi in ragione della capacità di insulina e mitocondri di modificare il metabolismo dei lipidi e di determinare il ruolo dei lipidi nella sensibilità all’insulina. Lo strumento computerizzato così creato ha permesso l’associazione funzionale tra i due processi, che sono stati testati in studi specifici basati su ipotesi in cellule mammifere, topi e Drosophila. Gli scienziati hanno esaminato l’effetto di specifiche perturbazioni nel percorso di segnalazione dell’insulina sulla funzione mitocondriale e come difetti primari della funzione dei mitocondri influenzano la segnalazione dell’insulina. Questo strumento ha permesso agli scienziati di simulare diverse e complesse situazioni metaboliche e di regolazione in condizioni di malattia e identificare le perturbazioni molecolari. In generale lo strumento computerizzato di MITIN ha dimostrato che si può tradurre in diabete umano o malattie correlate. Le associazioni rilevate durante il progetto MITIN genereranno obiettivi di alto valore per curare malattie complesse come il diabete, l’obesità e la sindrome metabolica.
Parole chiave
Segnalazione dell’insulina, mitocondri, diabete tipo 2, MITIN, quadro computazionale