I ricercatori identificano il circuito che collega il fumo di sigaretta e il rischio di sviluppare il diabete

I ricercatori della Icahn School of Medicine del Monte Sinai hanno scoperto un circuito nei ratti che collega il fumo di sigaretta e il rischio di sviluppare il diabete di tipo 2. secondo uno studio apparso sulla copertina del numero del 17 ottobre di Natura.

Il diabete è molto più diffuso nei fumatori rispetto ai non fumatori, ma le ragioni sono rimaste finora sconosciute. I ricercatori hanno dimostrato che il consumo di nicotina è collegato, attraverso un circuito cerebrale, all'attività del pancreas. L'uso di nicotina porta il pancreas a rilasciare meno insulina, che aumenta il livello di zucchero nel sangue; livelli più elevati di zucchero nel sangue sono associati a un rischio più elevato di diabete.

Nello specifico, i ricercatori hanno scoperto che una proteina codificata da un gene correlato al diabete chiamato fattore di trascrizione 7 come 2 (Tcf7l2) media un circuito di segnalazione che collega i neuroni del cervello attivati ​​dalla nicotina alla regolazione del glucosio nel sangue da parte del pancreas. La nicotina attiva le proteine ​​del recettore della nicotina acetilcolina (nAChR) espresse sui neuroni nell'habenula mediale (un'area del cervello che regola le reazioni avverse alla nicotina), portando a risposte avverse alla nicotina che limitano sia l'assunzione che il rilascio di glucagone e insulina da parte del pancreas. Questo, a sua volta, aumenta i livelli di zucchero nel sangue, e i livelli elevati di zucchero nel sangue creano un ciclo di feedback inibendo i neuroni che esprimono nAChR, bloccando le risposte avverse al fumo e contribuendo così a stabilire la dipendenza dalla nicotina. Tcf7l2 modula l'intero circuito di segnalazione, collegando così la dipendenza da nicotina con un aumentato rischio di diabete.

I nostri risultati sono importanti perché descrivono un meccanismo che controlla le proprietà di dipendenza della nicotina e, sorprendentemente, mostrano che gli stessi circuiti cerebrali legati alla dipendenza contribuiscono anche alle malattie legate al fumo precedentemente ritenute correlate alle azioni del tabacco al di fuori del cervello. Questi risultati inaspettati suggeriscono che almeno alcune delle azioni che causano la malattia della nicotina si verificano nel cervello dagli stessi circuiti che controllano le proprietà di dipendenza del farmaco. Ciò significa che le azioni di dipendenza e malattia del tabacco possono, in alcuni casi, condividono gli stessi meccanismi sottostanti.

Paul J. Kenny, dottorato di ricerca, Ward-Coleman Professor e presidente del Dipartimento di neuroscienze della famiglia Nash presso la Icahn School of Medicine del Monte Sinai e autore senior dell'articolo

Mentre ricerche precedenti avevano dimostrato che Tcf712 regola l'espressione dei geni nel pancreas e nel fegato che determinano i livelli di glucosio nel sangue e il rischio di sviluppare il diabete di tipo 2, si sapeva poco della sua funzione nel cervello. Per indagare l'associazione tra Tcf712, dipendenza da nicotina, e regolazione della glicemia, i ricercatori hanno eliminato geneticamente Tcf712 nei ratti. I ratti mutanti consumavano quantità molto maggiori di nicotina rispetto agli animali in cui Tcf7l2 funzionava normalmente. La delezione di Tcf7l2 ha portato a una diminuzione dei recettori nicotinici nell'habenula mediale e, di conseguenza, ridotta capacità della nicotina di attivare il circuito di avversione dell'habenula. inaspettatamente, mentre la perdita della funzione di Tcf712 nell'habenula ha aumentato il consumo di nicotina nei ratti, questo cambiamento ha anche ridotto gli aumenti di glucosio nel sangue causati dalla nicotina e ha protetto contro l'emergere di anomalie associate al diabete nei livelli di glucosio nel sangue.

"Questa scoperta imprevista suggerisce un legame tra l'uso di nicotina e l'insorgenza del diabete di tipo 2, con implicazioni per le future strategie di prevenzione e trattamento per entrambe le malattie, " ha detto Nora D. Volkow, dottore, Direttore dell'Istituto nazionale per l'abuso di droghe, che ha finanziato lo studio. "Sebbene la dipendenza sia una malattia del cervello, questa scoperta sottolinea come le complesse funzioni del corpo siano squisitamente interconnesse, rivelando la necessità di una ricerca integrata e innovativa."

Se questi risultati nei ratti si estendono ai fumatori di sigarette umani, suggeriscono una dinamica in cui le variazioni del gene Tcf712 potrebbero influenzare sia il rischio di dipendenza da tabacco che lo sviluppo del diabete di tipo 2 associato al tabacco. Più in generale, i risultati suggeriscono che il diabete di tipo 2 e forse altre malattie legate al fumo di sigaretta in cui le anomalie del sistema nervoso autonomo svolgono un ruolo, come l'ipertensione e le malattie cardiovascolari, hanno origine nel cervello e implicano interruzioni indotte dalla nicotina delle interazioni tra l'habenula e il sistema nervoso periferico.

"I nostri risultati aiuteranno a guidare la ricerca di nuovi farmaci antifumo e suggeriranno anche che un particolare circuito nel cervello può essere mirato a curare il diabete nei fumatori e, forse, anche nei non fumatori, " ha detto il dottor Kenny.

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