Przełom w walce z cukrzycą? Nowy sposób produkcji komórek beta
Nowa technika przekształcania ludzkich komórek macierzystych w komórki produkujące insulinę może okazać się obiecująca dla przyszłych metod leczenia cukrzycy. Wszystko zależy od tego, czy wyniki uzyskane na testach u myszy z powodzeniem uda się odtworzyć u ludzi.
Naukowcy opracowali nowy sposób na nakłonienie indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC) do zamiany w trzustkowe komórki beta wytwarzające insulinę. Kiedy komórki te przeszczepiono myszom z ostrą postacią cukrzycy, choroba szybko została wyleczona.- Te myszy miały bardzo ciężką postać cukrzycy, a odczyty cukru we krwi przekraczały 500 mg na decylitr poziomu krwi, co może być śmiertelne dla człowieka. Kiedy podaliśmy myszom komórki wydzielając einsulinę, w ciągu dwóch tygodniu ich poziom glukozy we krwi wrócił do normy i utrzymywał się przez wiele miesięcy - powiedział inżynier biomedyczny Jeffrey R. Millman z Uniwersytetu Waszyngtońskiego.Indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste są zasadniczo "pustymi", niezróżnicowanymi komórkami, zdolnymi do wzrostu do innych rodzajów komórek, które istnieją w całym ciele. Wykorzystanie tego potencjału w kontekście cukrzycy oznacza, że badacze mogą opracować sposoby modyfikacji komórek macierzystych, aby stały się komórkami produkującymi insulinę, których brakuje cukrzykom. Naukowcy próbują osiągnąć to od wielu lat, zgłaszając szereg sukcesów na modelach zwierzęcych. Zespół Millmana w 2016 r. opracował sposób produkcji komórek wydzielających insulinę, pochodzących od pacjentów z cukrzycą typu 1, które działały w odpowiedzi na glukozę. Kilka lat później nauczyli się, jak zwiększyć poziom wydzielania insuliny w komórkach beta trzustki pochodzących z komórek macierzystych.W nowych badaniach naukowcy zajęli się innym wyzwaniem - zmniejszeniem liczby komórek "śmieciowych" wytwarzanych w tych procesach. Dzieje się tak, gdy komórki macierzyste różnicują się w inne rodzaje, niepożądanych komórek.- Częstym problemem, gdy próbujesz przekształcić ludzką komórkę macierzystą w wytwarzającą insulinę komórkę beta, neuron czy komórkę serca, jest to, że produkujesz także inne komórki, których nie chcesz. W przypadku komórek beta możemy uzyskać inne rodzaje komórek trzustki lub komórek wątroby - powiedział Millman.Naukowcy wyjaśniają, że komórki "śmieciowe" nie są szkodliwe, ale nie sprawdzają się w kontroli glukozy. Nowo opracowana technika pozwala na utrzymanie zróżnicowania komórek w miejscu docelowym. Naukowcy odkryli, że czynniki transkrypcyjne, które prowadzą do zamiany komórki macierzystej w komórkę trzustki, są powiązane ze stanem cytoszkieletu (wewnętrznego szkieletu komórek), który jest złożony z mikrofilamentów różnych włókien białkowych. Jedno z białek nazywa się aktyną i odgrywa ważną rolę w funkcjonowaniu komórek, a także ich różnicowaniu.- Stwierdziliśmy, że manipulowanie interakcjami komórkowymi i biomateriałowymi oraz stanem cytoszkieletu aktynowego zmienia czas ekspresji hormonalnego czynnika transkrypcyjnego oraz zdolność komórek progenitorowych trzustki do różnicowania się w komórki beta pochodzące z komórek macierzystych - wyjaśnił Millman.Innymi słowy - naukowcy byli w stanie zapewnić produkcję komórek wytwarzających insulinę za pomocą kontroli cytoszkieletu aktynowego. Dobrze wróży to na przyszłość z udziałem komórek macierzystych. Wyniki badań są obiecujące, ale do tej pory przeprowadzono je tylko na myszach. Kluczowe jest, czy podobne rezultaty będzie można uzyskać na komórkach ludzkich.
