Hur COVID-19 kan leda till diabetes

Tillsammans med lunginflammation, blodproppar och andra allvarliga hälsotillstånd orsakade av SARS-CoV-2 (COVID-19-viruset) har vissa studier också identifierat en annan oroande koppling. Vissa människor kan utveckla diabetes efter en akut COVID-19-infektion.

Hur kan coronavirus orsaka diabetes? Två nya studier som stöds av National Institutes of Health i USA hjälper till att svara på denna viktiga fråga och bekräftar att SARS-CoV-2 kan rikta in sig på och försämra kroppens insulinproducerande celler. Resultaten publiceras som förtryck i tidskriften Cell Metabolism [1,2].

Typ 1-diabetes uppstår när betaceller i bukspottkörteln inte utsöndrar tillräckligt med insulin för att kroppen ska kunna metabolisera maten optimalt efter en måltid. Som ett resultat av denna insulininsufficiens ökar blodsockernivån, vilket är kännetecknet för diabetes.

Tidigare laboratoriestudier hade föreslagit att SARS-CoV-2 kan infektera humana betaceller [3]. Studierna visade också att detta farliga virus kan replikera i dessa insulinproducerande betaceller, för att göra fler kopior av sig själv och sprida sig till andra celler [4].

Dessa senaste studier bygger på dessa tidigare studier för att upptäcka mer om sambandet mellan COVID-19 och diabetes. Studierna utfördes av två oberoende team. Ett lag leddes av Peter Jackson från Stanford University School of Medicine, Palo Alto, Kalifornien; och det andra laget leddes av Shuibing Chen från Weill Cornell Medicine, New York.

Båda studierna bekräftade infektion av betaceller i bukspottkörteln i obduktionsprover från personer som dog av COVID-19. Ytterligare studier av Jackson-teamet antyder att koronaviruset företrädesvis kan infektera de insulinproducerande betacellerna.

Dessa resultat är biologiska. Betaceller och andra celltyper i bukspottkörteln uttrycker ACE2-receptorproteinet, TMPRSS2-enzymproteinet och neuropilin 1 (NRP1). SARS-CoV-2 beror på att dessa proteiner kommer in och infekterar humana celler. Faktum är att Chen-teamet såg tecken på koronaviruset i både insulinproducerande betaceller och flera andra typer av bukspottkörtelceller i studierna av obduktion i bukspottkörteln.

De nya fynden visar också att coronavirusinfektionen förändrar funktionen hos holmarvävnad – bukspottkörtelvävnaden som innehåller betaceller. Båda lagen rapporterar bevis för att infektion med SARS-CoV-2 leder till minskad produktion och frisättning av insulin från bukspottkörteln. Jackson-teamet fann också att infektionen leder direkt till att några av dessa viktiga betaceller dör. Och de visade att denna process kunde undvikas genom att blockera NRP1.

Förutom förlusten av betaceller kan infektionen också förändra de överlevande cellernas öde. Chens team utförde encellsanalys för att få en noggrann titt på förändringar i genaktiviteten i bukspottskörtelceller efter SARS-CoV-2-infektion. Dessa studier visade att betaceller genomgår en process av transdifferentiering, där de verkade bli omprogrammerade.

I denna process börjar cellerna producera mindre insulin och mer glukagon. Glukagon är ett hormon som uppmuntrar glykogen i levern att brytas ned till glukos. Cellerna började också producera högre nivåer av ett matsmältningsenzym som kallas trypsin 1. Viktigt är att studierna också visade att denna transdifferentieringsprocess kunde reverseras av en kemikalie (kallad trans-ISRIB) som är känd för att minska ett viktigt cellulärt svar på stress.

Konsekvenserna av denna transdifferentiering av betaceller är ännu inte klara, men skulle förutses förvärra insulinbristen och höja blodsockernivån. Mer studier behövs för att förstå hur SARS-CoV-2 når bukspottkörteln och vilken roll immunsystemet kan spela i skadan. Framför allt är dessa studier en annan påminnelse om vikten av att skydda dig själv, dina familjemedlemmar och din gemenskap från COVID-19 genom att vaccineras om du inte redan har gjort det – och uppmuntra dina nära och kära att göra detsamma.

Referens:

[1] SARS-CoV-2-infektion inducerar beta-celltransdifferentiering. Tang et al. Cell Metab 2021 19 maj; S1550-4131 (21) 00232-1.

[2] SARS-CoV-2 infekterar humana pankreasbetaceller och framkallar betacellsnedsättning. Wu et al. Cell Metab. 2021 18 maj; S1550-4131 (21) 00230-8.

[3] En mänsklig pluripotent stamcellsbaserad plattform för att studera SARS-CoV-2 tropism och modellera virusinfektion i humana celler och organoider. Yang L, Han Y, Nilsson-Payant BE, Evans T, Schwartz RE, Chen S, et al. Cellstamcell. 2020 2 juli; 27 (1): 125-136.e7.

[4] SARS-CoV-2 infekterar och replikerar i celler i den mänskliga endokrina och exokrina bukspottkörteln. Müller JA, Groß R, Conzelmann C, Münch J, Heller S, Kleger A, et al. Nat Metab. 2021 feb; 3 (2): 149-165.