Professor Mattias Carlström vid Karolinska Institutet har fått ett forskningsanslag på 2 miljoner kronor

för sitt projekt ” Exploring a gut Microbiota-Derived Signaling Molecule (DNIC) with Antidiabetic Propertie”.

Vårt syfte på stiftelsen Diabetes Wellness Sverige är att öka allmänhetens kunskaper om diabetes och att ge olika typer av stöd till diabetiker i väntan på ett fungerande botemedel samt att stödja forskningen kring diabetes. Project Grant är ett forskningsanslag som delas ut till forskningsprojekt relaterade till både typ 1- och typ 2-diabetes där stiftelsen ser störst förutsättningar för att komma ett steg närmare en lösning kring gåtan diabetes.

Professor Mattias Carlström arbetar i dag på Karolinska Institutet och erhåller 2 miljoner kronor för sitt projekt ”Exploring a gut Microbiota-Derived Signaling Molecule (DNIC) with Antidiabetic Propertie.”.
– Forskningsanslaget har gjort det möjligt för oss att expandera projektet, både genom att rekrytera ny personal och genom att använda nya avancerade metoder, säger Mattias.

Utforska en tarmmikrobiota-härledd signalmolekyl (DNIC) med antidiabetiska egenskaper.
– Typ 2-diabetes (T2D) är ett vanligt och allvarligt tillstånd som påverkar hur kroppen använder socker och är nära kopplat till kardiovaskulära komplikationer. Våra kroppar producerar en liten molekyl som kallas kväveoxid (NO), som spelar många roller för att hålla ämnesomsättningen och blodkärlen friska. När vi studerade NO hos möss upptäckte vi något oväntat: en speciell kemisk signal som visade sig vara dinitrosyljärnkomplex (DNIC). Dessa molekyler bildas när NO kombineras med en typ av järn som kallas icke-hemjärn. Överraskande nog fann vi att möss som föddes upp utan tarmbakterier inte producerade DNIC, vilket tyder på att tarmmikrobiomet är avgörande för att tillverka dessa föreningar.

Vår forskning syftar till att lära sig hur DNIC skapas i kroppen, vilka livsmedel och tarmmikrober som driver deras produktion och hur de påverkar ämnesomsättningen, särskilt vid T2D. Vi använder banbrytande tekniker för att spåra DNIC-bildning i celler, hos möss och människor med T2D. I studierna på människor konsumerar deltagarna naturligt nitrat i kosten (som finns i gröna bladgrönsaker) tillsammans med järn så att vi kan mäta DNIC-nivåer i blodet och observera eventuella metaboliska effekter.Tidiga resultat är lovande: Vi har visat att tarmbakterier kan omvandla nitrat och järn från kosten till DNIC. I en musmodell av typ 2-diabetes förbättrade koststrategier som ökar DNIC-bildningen blodsockerkontrollen, minskade fetma och dämpade diabetesrelaterade kardiovaskulära komplikationer.

Detta arbete belyser DNIC som tidigare okända, tarmmikrob-härledda molekyler med stark antidiabetisk potential. Eftersom vissa grönsaker är naturligt rika på både nitrat och icke-hemjärn, kan dieter eller terapier som ökar DNIC-bildningen ge ett enkelt, naturligt sätt att förebygga eller hantera typ 2-diabetes och dess komplikationer. Vårt yttersta mål är att översätta dessa fynd till nya kost- eller farmakologiska strategier för att förbättra den metabola hälsan hos personer som riskerar att drabbas av eller lever med typ 2-diabetes.

Varför började du forska?
– Jag har alltid varit nyfiken och utforskade mycket redan som barn. Intresset för att förstå hur saker fungerar, hitta svar och upptäcka nya lösningar har följt mig genom hela min uppväxt och utbildning. Att jag sedan valde en akademisk forskarbana – och idag leder en egen forskargrupp, är nog resultatet av många olika faktorer: nyfikenhet, inspirerande miljöer och möjligheten att arbeta med frågor som kan bidra till ny kunskap och bättre hälsa.

Varför valde du att forska inom diabetes?
– Mitt fokus på diabetes har vuxit fram gradvis under det senaste decenniet. Min forskning handlade från början främst om sambandet mellan hjärt-kärlsjukdom och kronisk njursvikt. Eftersom diabetes är en viktig riskfaktor för båda dessa sjukdomar blev det en naturlig utveckling att också inkludera diabetes i forskningen. I dag studerar vi de bakomliggande mekanismer och riskfaktorer som kopplar samman typ 2-diabetes, hjärt-kärlsjukdom och njursvikt. Ett viktigt mål är att utveckla nya strategier, både kostbaserade och läkemedelsbaserade, för att förebygga och behandla dessa sjukdomar.

Kan du berätta mer om projektet?
– Under lång tid har vår forskning haft fokus på molekylen kväveoxid (NO), som spelar en central roll i regleringen av hjärt-kärlsystemet, njurarnas funktion och kroppens ämnesomsättning. Minskad produktion av NO är kopplad till åldrande, men är också vanligt hos personer med typ 2-diabetes, hjärt-kärlsjukdom och njursvikt. Därför är nya sätt att öka kroppens NO-nivåer av stort kliniskt intresse.
Tidigare har vårt team visat att nitrat, som finns i höga halter i till exempel sallad och rödbetor, kan omvandlas till NO i kroppen och ha positiva effekter på flera organsystem. I en pågående studie har vi dessutom, lite oväntat, upptäckt en ny NO-liknande molekyl: dinitrosyl-järn-komplex (DNIC). Den bildas av tarmbakterier när vi äter nitrat i kombination med så kallat icke-hemjärn, som finns rikligt i bland annat baljväxter, fullkorn och nötter.

Vad är målet med projektet?
– I detta tvärvetenskapliga projekt undersöker vi hur DNIC bildas i tarmen, var processen sker och vilka bakterier som är ansvariga. Vi studerar också hur DNIC transporteras från tarmen till olika organ i kroppen och hur molekylen kan påverka ämnesomsättningen vid typ 2-diabetes. Ett viktigt mål är att förstå hur DNIC kan bidra till att skydda mot typ 2 diabetes, och minska risken för komplikationer i hjärt-kärlsystemet och njurarna.

Vad har du kommit fram till gällande din tidigare forskning?
– Vi har kunnat visa att bildningen av DNIC, både hos möss som människor, kan ökas med kost som innehåller nitrat och icke-hemjärn. Processen är helt beroende av tarmbakterier och sker via en kemisk reaktion som katalyseras av bakteriella enzymer, så kallade nitratreduktaser. I en musmodell för typ 2-diabetes visar våra resultat signifikanta antidiabetiska effekter av DNIC-behandling.
I en musmodell för typ 2-diabetes har vi dessutom sett tydliga antidiabetiska och hjärt-kärlskyddande effekter av kostbehandlingar som ökar DNIC, vilket tyder på att molekylen kan spela en viktig roll i regleringen av ämnesomsättningen men också hjärt-kärlsystemet.

Hur tycker du diabetesforskningen har förändrats sedan du började forska inom diabetes?
– Inom forskning om typ 2-diabetes har mycket hänt de senaste åren. Bland annat har flera nya och effektiva läkemedel utvecklats, till exempel SGLT2-hämmare och GLP-1-analoger. Dessa läkemedel kan inte bara sänka blodsockret och påverka kroppsvikten utan också minska risken för hjärt-kärlsjukdom och njursjukdom. Samtidigt har fokus på livsstilsfaktorer blivit allt starkare. Ökad fysisk aktivitet och en hälsosam kost ses i dag som centrala delar i arbetet med att förebygga och behandla typ 2-diabetes.

Inom vilket område av diabetesrelaterad forskning ser du i dag den snabbaste utvecklingen och vad tror du kommer att hända inom de närmaste tio åren?
– Utvecklingen ser lite olika ut beroende på om man studerar typ 1 eller typ 2-diabetes.
Inom typ 1-diabetes går utvecklingen snabbt inom stamcellsbaserad cellterapi, där man försöker återställa kroppens insulinproduktion. Samtidigt utvecklas tekniker som så kallad artificiell bukspottkörtel och AI-baserad precisionsmedicin för att förbättra behandlingen. För typ 2-diabetes sker stora framsteg inom läkemedelsutveckling, men också inom forskning om ämnesomsättning, fettväv och insulinresistens. Dessutom ökar förståelsen för hur tarmbakterier påverkar metabolismen och risken att utveckla diabetes – ett område där vår forskning också bidrar.

Hur har forskningsanslaget från oss hjälpt dig att finansiera ditt projekt?
– Forskningsanslaget har gjort det möjligt för oss att expandera projektet, både genom att rekrytera ny personal och genom att använda nya avancerade metoder. Det ger oss möjlighet att studera betydelsen av den nyligen upptäckta kroppsegna molekylen DNIC, som bildas av tarmbakterier när vi äter vissa typer av kost.

Om våra studier visar att ökad DNIC-bildning även hos människor har gynnsamma effekter, och vi lyckas identifiera vilka bakterier som står bakom processen, kan resultaten på sikt leda till nya strategier för att förebygga typ 2-diabetes. Det kan handla både om mer specifika kostråd och om utveckling av nya typer av probiotika som främjar bildningen av denna skyddande molekyl.

Press release Diabetes Wellnes Text: Ann Fogelberg

Nyhetsinfo

www red DiabetologNytt