Počet kopií mitochondriální DNA a délka telomer leukocytů jako biomarkery u pacientů s diabetem 2.

Diabetes mellitus 2. typu, který se vyznačuje kombinací inzulinové rezistence a nedostatečné sekrece inzulinu, se celosvětově významně podílí na zátěži nemocností a úmrtností. do roku 2045 vzroste na 693 milionů. Se zvýšeným rizikem rozvoje diabetu 2. typu je spojeno více rizikových faktorů, včetně obezity, nepříznivého životního stylu a genetických faktorů.

Mitochondrie generují většinu buněčné potřeby chemické energie ve formě ATP a mitochondriální dysfunkce se podílí na různých aspektech vývoje a komplikací diabetu 2. typu včetně inzulínové rezistence, obezity a dysfunkce beta buněk. Mitochondriální DNA je kruhová a dvouřetězcová molekula DNA obsahující 37 genů, z nichž 13 genů se podílí na elektronových transportních řetězcích a generování ATP k poskytování energie buňkám, zatímco zbývající geny kódují proteiny, které se podílejí na sestavování aminokyselin do funkční proteiny. Na rozdíl od jaderného genomu, který má normálně pouze dvě kopie na buňku, mitochondriální genom obsahuje více kopií na buňku. Vzhledem ke své těsné blízkosti s vyššími hladinami reaktivních oxidačních druhů (ROS) je mitochondriální DNA (mtDNA) náchylná k oxidativnímu stresu; což může vést k mitochondriální dysfunkci, charakterizované sníženou oxidační kapacitou a snížením produkce energie. Mitochondriální dysfunkce je spojena s procesem stárnutí a může ovlivnit buněčné funkce, a proto má za následek řadu lidských onemocnění, jako je rakovina, neurodegenerativní onemocnění, kardiovaskulární onemocnění, diabetes a metabolický syndrom. Na druhé straně zlepšení mitochondriální funkce, a to i po kritickém onemocnění. , bylo prokázáno, že je spojeno s lepším přežitím. Počet mitochondriálních kopií (mtDNA-CN) je zástupným markerem mitochondriální funkce. Vyšší mtDNA-CN je biomarker lepší mitochondriální funkce a naopak. Nižší mtDNA-CN byla pozorována v kosterním svalstvu a tukové tkáni jedinců s obezitou nebo diabetem 2. typu. Podobně byla nižší mtDNA-CN v beta buňkách také spojena se sníženou funkcí beta buněk.

V posledních letech získala velkou pozornost souvislost mezi diabetes mellitus a zrychleným biologickým stárnutím, hodnocená nově vznikajícím biomarkerem (délka telomer).

Telomery jsou komplexy DNA-protein, které zakrývají konce chromozomální DNA, čímž zachovávají integritu a stabilitu genomu. Telomery se během dělení somatických buněk zkracují, protože DNA polymeráza není schopna plně replikovat 3' konec DNA. Tento proces lze zvrátit enzymem (telomeráza), který je aktivní pouze v určitých replikujících se tkáních, jako jsou mužské zárodečné buňky a aktivované lymfocyty, kmenové buňky a rakovinné buňky. V normálních lidských buňkách jsou hladiny telomerázy nedostatečné k udržení délky telomer během buněčného dělení. Když telomery dosáhnou kriticky krátké délky, buněčný růst se omezí a podstoupí buněčnou senescenci nebo apoptózu. Oxidační stres a chronický zánět urychlují přisouzení telomer, což má za následek replikativní stárnutí a degeneraci orgánů. Délka telomer odráží kumulativní poškození těmito expozičními faktory a může být použita jako potenciální indikátor biologického stárnutí. Kratší délka telomer je spojována s rozvojem řady nemocí souvisejících s věkem, jako je rakovina, kardiovaskulární onemocnění a cukrovka.