• Home
  • Lidské buňky přeprogramované na vytvoření inzulínu

Lidské buňky přeprogramované na vytvoření inzulínu

falešně zbarvené buňky Langerhansova ostrůvku, endokrinní složky lidské slinivky břišní.

buňky v Langerhansových ostrůvcích v pankreatu vylučují hormony, jako je inzulín.Kredit: CNRI/SPL

zničení jednoho druhu inzulín produkující buňky ve slinivce břišní může vést k diabetu, ale studie naznačuje, že ostatní buňky by mohl být upraven tak, aby zaujmout své místo a pomoci kontrolovat hladinu cukru v krvi.

výsledky zvýšit naději, že ‚přeprogramovat‘ buňky produkující inzulín může být použit jako léčba pro diabetes, ale přístup byl zatím testován pouze pomocí lidských buněk u myší studií.

Ve studii publikované dne 13. února v Nature1, výzkumné zprávy přemlouvání lidské pankreatické buňky, které normálně produkují inzulín, hormon, který reguluje množství glukózy v krvi, ke změně jejich identity a začít produkovat hormon.

Když implantovaných myším, tyto přeprogramovat buňky ulevilo příznaky diabetu, zvyšování možnost, že metoda by mohla jednoho dne být používán jako léčba u lidí.

„myslím, že to má obrovský potenciál,“ říká Terence Herbert, biolog z University Of Lincoln ve Velké Británii. Ale je to ještě brzy, říká, s několika překážkami, které je třeba překonat, než bude technika použita na klinice.

Systém členění

Když vzestup hladiny cukru v krvi po jídle, buňky ve slinivce břišní, tzv. beta-buněk normálně reagovat tím, že uvolňování inzulínu, který zase stimuluje buňky začít absorbovat cukry. U lidí s diabetem se tento systém rozpadá, což vede k vysoké hladině cukru v krvi, která může poškodit tělo a způsobit onemocnění.

V diabetu typu 1, imunitní systém napadá a ničí beta-buňky; v typu 2, β-buňky neprodukují dostatek hormonu, nebo tělo se stává rezistentní na inzulín.

Vědci již dříve prokázáno u myší studie, že pokud se β-buňky jsou zničeny, další typ pankreatické buňky, tzv. α-buňky se stávají více β-líbí, a začít dělat insulin2. Tyto α-buňky normálně produkují hormon glukagon, a nacházejí se vedle β-buněk ve shlucích hormon-vylučovat buňky zvané pankreatické ostrůvky nebo Langerhansových ostrůvku. Předchozí studie ukázaly, že dva proteiny, které kontrolují genovou expresi zdálo se, že mají důležitou roli v přesvědčování α-buňky k produkci inzulínu u myší: Pdx1 a MafA.

lidský faktor

Takže Pedro Herrera na Univerzitě v Ženevě ve Švýcarsku, a kolegové mě zajímalo, zda produkovat více těchto proteinů v lidské α-buňky by mohly mít podobný efekt.

nejprve odebrali ostrůvkové buňky z lidských pankreasů a oddělili jednotlivé typy buněk. Poté zavedli DNA, která kódovala proteiny Pdx1 a MafA do α-buněk, než je shlukly zpět dohromady.

po jednom týdnu v kultuře téměř 40% lidských α-buněk produkovalo inzulín, zatímco kontrolní buňky, které nebyly přeprogramovány, nebyly. Přeprogramované buňky také vykazovaly zvýšení exprese jiných genů souvisejících s β-buňkami. „Mají hybridní osobnost,“ říká Herrera.

tým poté implantoval množství buněk do diabetických myší, které měly zničeny jejich β-buňky, a zjistil, že hladina cukru v krvi klesla na normální úroveň. Když byly odstraněny buněčné štěpy, hladina cukru v krvi myší vystřelila zpět.

Přepínání identity

Herrera říká, že je-li α-buňky — nebo jiné druhy buněk ostrůvků — by mohla být začít produkovat inzulín tímto způsobem se u lidí s diabetem, jejich kvalita života může být výrazně zlepšila. Sen, říká Herrera, je najít lék, který může změnit identitu α-buněk.

ale uznává, že jakýkoli druh léčby je stále daleko. Za prvé, jeho tým bude muset zjistit, co se děje na molekulární úrovni, když se α-buňky stanou více β-podobnými.

jiné týmy se také snaží vytvořit nové buňky produkující inzulín v pankreatu: někteří se snažili generovat β-buňky z kmenových buněk. Ale u diabetu 1. typu imunitní systém napadá β-buňky, což představuje výzvu pro takové strategie.

Herrera a jeho tým předložit nějaké důkazy, že jejich hybridní buňky jsou méně náchylné k tomuto druhu útoku, poznámky Herbert, což naznačuje, že jejich metoda by mohla být schůdnější způsob generování β-buněk než kmenových buněk přístupu.

Ale Herbert dodává, že předtím, než mohou autoři čerpat silné závěry o účinnosti jejich přístupu, bude třeba testovat hybridní buňky s jinými protilátky přítomné v typu 1 diabetes, které by mohly potenciálně útok těchto buněk.

Slinivky břišní plasticity

Inês Cebola, ostrůvku biolog z Imperial College v Londýně, je překvapený, že buňky pankreatu může být přesvědčen, aby produkovat inzulín, aniž by vlastně stává správné β-buněk. „To je docela zarážející.“

Diego Balboa Alonso, biolog ostrůvků v Centru pro genomickou regulaci v Barceloně, souhlasí. Nejnovější práce ukazuje, že v hormonálním systému lidského pankreatu je mnohem větší plasticita, než se dříve myslelo, říká. „Myslím, že je to krásná studie ukazující tuto myšlenku.“