• Home
  • Ihmissolut ohjelmoitu tuottamaan insuliinia

Ihmissolut ohjelmoitu tuottamaan insuliinia

Valevärinen TEM, jossa on Langerhansin saaren soluja, ihmisen haiman hormonitoimintaa.

haiman Langerhansin saarten solut erittävät hormoneja, kuten insuliinia.Luotto: CNRI / SPL

yksittäisen insuliinia tuottavan solun tuhoutuminen haimassa voi johtaa diabetekseen-mutta tutkimuksen mukaan sen tilalle voitaisiin muokata muita soluja, jotka auttaisivat verensokerin hallinnassa.

tulokset herättävät toiveita siitä, että ”uudelleen ohjelmoituja” insuliinia tuottavia soluja voitaisiin käyttää diabeteksen hoitona, mutta lähestymistapaa on toistaiseksi testattu vain ihmissoluilla hiiritutkimuksissa.

Nature1-lehdessä 13. helmikuuta julkaistussa tutkimuksessa tutkijat raportoivat, että ihmisen haimasolut, jotka eivät normaalisti valmista insuliinia, veren glukoosin määrää säätelevää hormonia, muuttavat identiteettiään ja alkavat tuottaa hormonia.

kun nämä uudelleenohjelmoidut solut istutettiin hiiriin, ne lievittivät diabeteksen oireita ja lisäsivät mahdollisuutta, että menetelmää voitaisiin jonain päivänä käyttää ihmisten hoitona.

”mielestäni tässä on valtavasti potentiaalia”, sanoo biologi Terence Herbert Lincolnin yliopistosta Britanniasta. On kuitenkin vielä varhaista, hän sanoo, että edessä on useita esteitä ennen kuin tekniikkaa voidaan käyttää klinikalla.

järjestelmän hajoaminen

kun verensokeri nousee syömisen jälkeen, haiman β-soluiksi kutsutut solut reagoivat normaalisti vapauttamalla insuliinia, mikä puolestaan stimuloi soluja alkamaan absorboida sokereita. Diabeetikoilla tämä järjestelmä hajoaa, mikä johtaa korkeaan verensokeriin, joka voi vahingoittaa kehoa ja aiheuttaa sairauksia.

tyypin 1 diabeteksessa immuunijärjestelmä hyökkää ja tuhoaa β-soluja; tyypin 2 β-solut eivät tuota riittävästi hormonia tai elimistö tulee vastustuskykyiseksi insuliinille.

tutkijat ovat aiemmin osoittaneet hiiritutkimuksissa, että jos β-solut tuhoutuvat, toinen haimasolutyyppi, niin sanotut α-solut muuttuvat β-kaltaisemmiksi ja alkavat valmistaa insuliini2. Nämä α-solut tuottavat normaalisti glukagoni-hormonia, ja niitä on β-solujen rinnalla haiman saarekkeiksi tai Langerhansin saarekkeiksi kutsutuissa hormonia erittävissä soluissa. Aiemmat tutkimukset osoittivat, että kahdella geeniekspressiota säätelevällä proteiinilla näytti olevan tärkeä rooli α-solujen houkuttelussa tuottamaan insuliinia hiirillä: Pdx1: llä ja MafA: lla.

ihmisen tekijä

joten Pedro Herrera Geneven yliopistosta Sveitsistä ja kollegat pohtivat, olisiko näiden proteiinien tuottamisella enemmän ihmisen α-soluissa samanlainen vaikutus.

he ottivat ensin saarekesoluja ihmisen pankreaaseista ja erottelivat yksittäiset solutyypit toisistaan. Tämän jälkeen he toivat DNA: n, joka koodasi pdx1-ja MafA-proteiineja α-soluihin, ennen kuin paakkuuntuivat takaisin yhteen.

viikon viljelyn jälkeen lähes 40% ihmisen α-soluista tuotti insuliinia, kun taas kontrollisolut, joita ei ollut ohjelmoitu uudelleen, eivät tuottaneet insuliinia. Uudelleenohjelmoiduissa soluissa ilmeni myös muiden β-soluihin liittyvien geenien ilmentymisen lisääntymistä. ”Heillä on hybridipersoonallisuus”, Herrera sanoo.

ryhmä istutti sitten solumassan diabeettisiin hiiriin, joiden β-solut tuhoutuivat, ja havaitsi verensokerin laskeneen normaalitasolle. Kun solusiirteet poistettiin, hiirten verensokeri nousi takaisin.

vaihtuva identiteetti

Herrera sanoo, että jos α-solut — tai muunlaiset saarekesolut — voitaisiin saada aloittamaan insuliinin tuottaminen tällä tavalla diabeetikoilla, heidän elämänlaatunsa voisi parantua huomattavasti. Unelmana Herreran mukaan on löytää lääke, jolla α-solujen identiteetin voi vaihtaa.

mutta hän myöntää, että kaikenlainen hoito on vielä kaukana. Ensin hänen ryhmänsä täytyy selvittää, mitä molekyylitasolla tapahtuu, kun α-solut muuttuvat β-kaltaisemmiksi.

muutkin ryhmät yrittävät luoda haimaan uusia insuliinia tuottavia soluja: jotkut ovat pyrkineet tuottamaan kantasoluista β-soluja. Mutta tyypin 1 diabeteksessa immuunijärjestelmä hyökkää β-soluja vastaan, mikä asettaa haasteen tällaisille strategioille.

Herrera ryhmineen esittää joitakin todisteita siitä, että heidän hybridisolunsa ovat vähemmän alttiita tällaiselle hyökkäykselle, toteaa Herbert ja ehdottaa, että heidän menetelmänsä voisi olla kantasoluja toteuttamiskelpoisempi tapa tuottaa β-soluja.

mutta Herbert lisää, että ennen kuin kirjoittajat voivat tehdä vahvoja johtopäätöksiä lähestymistapansa tehokkuudesta, heidän on testattava hybridisolut muilla tyypin 1 diabeteksessa esiintyvillä vasta-aineilla, jotka voivat mahdollisesti hyökätä näitä soluja vastaan.

haiman plastisuus

Inês Cebola, Lontoon Imperial Collegen saaristolaisbiologi, on kiinnostunut siitä, että haimasolut voidaan saada tuottamaan insuliinia ilman, että niistä todella tulee oikeita β-soluja. ”Se on aika silmiinpistävää.”

Diego Balboa Alonso, Barcelonan Genomisääntelyn Keskuksen luodebiologi, on samaa mieltä. Uusin teos osoittaa, että ihmisen haiman hormonijärjestelmässä on paljon enemmän plastisuutta kuin aiemmin luultiin, hän sanoo. ”Mielestäni se on kaunis tutkimus osoittaa tämän ajatuksen.”

Leave A Comment