Det är väl känt att fetma påverkar kroppens insulinproduktion och över tid riskerar att leda till typ 2-diabetes och flera andra metabola sjukdomar. Nu har forskare vid Karolinska Institutet hittat ytterligare förklaring till varför fettceller orsakar metabol sjuklighet. Studien som publicerats i Nature Medicine kan få betydelse för behandling av samsjuklighet vid fetma med redan tillgängliga läkemedel.

Fetma är ett snabbt växande globalt folkhälsoproblem, inte minst bland barn och unga. Många metabola sjukdomar, bland dem typ 2-diabetes, är starkt förknippat med fetma. För att vända utvecklingen behövs bland annat mer kunskaper om hur fettceller (adipocyter) bidrar till olika skadliga processer i vävnader och organ.

När fettceller förstoras börjar de avge ämnen som orsakar inflammation i fettvävnaden. Förstoring av fettceller är också associerad med insulinresistens, när celler i kroppen inte svarar på insulin som de ska. Insulinets viktigaste uppgift är att reglera tillgången till energi, glukos, för kroppens celler. När den funktionen störs, som vid insulinresistens, ökar risken för typ 2-diabetes.

Det här sambandet är väl dokumenterat, men det har saknats kunskap om de underliggande mekanismerna bakom förstorade fettceller (fettvävshypertrofi) och utsöndringen av proinflammatoriska ämnen.

Förändrad aktivitet hos fettceller

Nu har forskare vid Karolinska Institutet visat att vid fetma och insulinresistens förändras fettcellernas aktivitet. I takt med att fettcellerna ökar i storlek, ökar också storleken på cellens kärna och kärn-DNA.

– Processen där celler inte delar sig utan ökar kraftigt i storlek (endoreplikation) är vanligt förekommande bland växter och djur. Däremot var processen tidigare inte dokumenterad hos mänskliga fettceller (adipocyter) som kan öka i storlek mer än 200 gånger under sin livslängd, säger Qian Li, forskare vid institutionen för cell- och molekylärbiologi, Karolinska Institutet, och delad försteförfattare.  

Den i och för sig naturliga processen att fettceller ökar i storlek får flera negativa effekter på hälsan. Studien visar att förhöjda värden av insulin i blodet orsakar för tidigt åldrande, senescens, hos vissa celler i fettvävnaden.

– Våra resultat visar att senescenta fettceller ökar sin frisättning av proinflammatoriska ämnen, och driver inflammation och patologi i mänsklig fettvävnad. Något som i sin tur påverkar hela kroppens hälsa, säger Carolina Hagberg, forskare vid institutionen för medicin, Solna på Karolinska Institutet, och delad försteförfattare.

God effekt med vanligt läkemedel

Resultaten bygger på analys av fettvävnad från 63 personer med BMI under 30 som genomgick navelbråcksoperation eller kolecystektomi för gallstenssjukdom, samt 196 personer med BMI över 30 som genomgick bariatrisk kirurgi för fetma i Stockholm.

Med hjälp av ett vanligt förekommande förskrivet läkemedel mot typ 2-diabetes kunde forskarna blockera nybildning av senescenta fettceller och minska utsöndring av fettcellsbaserade proinflammatoriska ämnen.

– De nya insikterna om cellcykelns betydelse för fetma och förhöjda insulinvärden kan bana vägen för nya behandlingsstrategier för samsjuklighet vid fetma, till exempel typ 2-diabetes, säger Kirsty Spalding, forskare vid institutionen för cell- och molekylärbiologi, Karolinska Institutet, och studiens sisteförfattare.

Studien finansierades av Vetenskapsrådet, Det strategiska forskningsprogrammet i diabetes (SRP Diabetes) vid Karolinska Institutet, Novo Nordisk Fonden, Karolinska Institute/AstraZeneca Integrated Cardio Metabolic Centre, Erling-Perssons Stiftelse, Stiftelsen för strategisk forskning, Vallee Scholar Awards Program, Svenska Sällskapet för Medicinsk Forskning, Wilhelm och Else Stockmanns stiftelse. Det finns inga rapporterade intressekonflikter.

Publikation: ”Obesity and hyperinsulinemia drive adipocytes to activate a cell cycle program and senesce”, Qian Li, Carolina E. Hagberg, Helena Silva Cascales, Shuai Lang, Mervi T. Hyvönen, Firoozeh Salehzadeh, Ping Chen, Ida Alexandersson, Eleni Terezaki, Matthew J. Harms, Maria Kutschke, Nahida Arifen, Niels Krämer, Myriam Aouadi, Carole Knibbe, Jeremie Boucher, Anders Thorell, och Kirsty L. Spalding. Nature Medicine, online 4 oktober 2021, doi: 10.1038/s41591-021-01501-8.

Läs mer om KI:s forskning inom diabetes på vår temasida.

För mer information, kontakta:
Kirsty Spalding, forskare
Institutionen för cell- och molekylärbiologi, Karolinska Institutet
E-post: kirsty.spalding@ki.se
Telefon: 08 524 860 77 (kontakt via presstjänsten)

Qian Li, forskare
Institutionen för cell- och molekylärbiologi, Karolinska Institutet
E-post: ariesliq@outlook.com 
Telefon: 08 524 860 77 (kontakt via presstjänsten)

Carolina Hagberg, forskare
Institutionen för medicin, Solna, Karolinska Institutet
E-post: carolina.hagberg@ki.se
Telefon: 08 524 860 77 (kontakt via presstjänsten)

Kontakta presstjänsten: ki.se/pressrum

Karolinska Institutet är ett av världens ledande medicinska universitet med visionen att driva utvecklingen av kunskap om livet och verka för en bättre hälsa för alla. I Sverige står Karolinska Institutet för den enskilt största andelen medicinsk akademisk forskning och har det största utbudet av medicinska utbildningar. Varje år utser Nobelförsamlingen vid Karolinska Institutet mottagare av Nobelpriset i fysiologi eller medicin.

Taggar: