• Home
  • Menselijke cellen geherprogrammeerd om insuline te creëren

Menselijke cellen geherprogrammeerd om insuline te creëren

valse kleur TEM met cellen van een eilandje Langerhans, de endocriene component van de menselijke alvleesklier.

cellen in eilandjes van Langerhans in de alvleesklier scheiden hormonen zoals insuline uit.Credit: CNRI / SPL

de vernietiging van een enkel soort insuline-producerende cel in de alvleesklier kan leiden tot diabetes — maar een studie suggereert dat andere cellen kunnen worden gewijzigd om zijn plaats in te nemen en te helpen om de bloedsuikerspiegel te controleren.

de resultaten wekken de hoop dat’ geherprogrammeerde ‘ insulineproducerende cellen als behandeling voor diabetes kunnen worden gebruikt, maar de aanpak is tot nu toe alleen getest met menselijke cellen in muizenstudies.

in een studie gepubliceerd op 13 februari in Nature1, melden onderzoekers dat menselijke pancreascellen die normaal geen insuline maken, een hormoon dat de hoeveelheid glucose in het bloed reguleert, ertoe worden aangezet hun identiteit te veranderen en te beginnen met de productie van het hormoon.

wanneer deze herprogrammeerde cellen bij muizen werden geïmplanteerd, verlichtten ze de symptomen van diabetes, waardoor de kans groter werd dat de methode ooit als behandeling bij mensen zou kunnen worden gebruikt.”I think this has got huge potential,” zegt Terence Herbert, een bioloog aan de Universiteit van Lincoln, UK. Maar het is nog vroeg, zegt hij, met een aantal hindernissen te overwinnen voordat de techniek kan worden gebruikt in de kliniek.

systeemafbraak

wanneer de bloedsuikerspiegel na het eten stijgt, reageren cellen in de alvleesklier, β-cellen genaamd, normaal gesproken door insuline vrij te geven, wat op zijn beurt cellen stimuleert om suikers te gaan absorberen. Bij mensen met diabetes breekt dit systeem af, wat leidt tot hoge bloedsuikerspiegel die het lichaam kan beschadigen en ziekte kan veroorzaken.

bij type 1 diabetes valt het immuunsysteem β-cellen aan en vernietigt het de β-cellen; bij type 2 produceren de β-cellen onvoldoende hormoon, anders wordt het lichaam resistent tegen insuline.In studies bij muizen hebben wetenschappers eerder aangetoond dat wanneer β-cellen worden vernietigd, een ander type alvleeskliercel, α-cellen genaamd, β-achtiger wordt en insuline begint aan te maken2. Deze α-cellen produceren gewoonlijk het hormoon glucagon en worden samen met β-cellen aangetroffen in klontjes van hormoonafscheidende cellen die pancreas-eilandjes of Langerhans-eilandjes worden genoemd. Eerdere studies toonden aan dat twee eiwitten die de genexpressie controleren een belangrijke rol leken te spelen bij het overhalen van α-cellen om insuline te produceren bij muizen: Pdx1 en MafA.De menselijke factor

daarom vroegen Pedro Herrera van de Universiteit van Genève (Zwitserland) en zijn collega ‘ s zich af of de productie van meer van deze eiwitten in menselijke α-cellen een vergelijkbaar effect zou hebben.

ze namen eerst eilandjecellen uit menselijke pancreases en scheidden de individuele celtypen. Vervolgens introduceerden zij DNA dat pdx1 en MafA proteã nen in de α-cellen codeerde, alvorens hen terug samen te klonteren.

na een week in de kweek produceerde bijna 40% van de menselijke α-cellen insuline, terwijl controlecellen die niet waren geherprogrammeerd dat niet waren. De geherprogrammeerde cellen toonden ook een verhoging van de uitdrukking van andere genen met betrekking tot β-cellen. “Ze hebben een hybride persoonlijkheid”, zegt Herrera.

Het team implanteerde vervolgens de massa cellen in diabetische muizen, waarvan de β-cellen werden vernietigd, en constateerde dat de bloedsuikerspiegel tot normale niveaus daalde. Toen de celtransplantaties werden verwijderd, schoot de bloedsuiker van de muizen weer omhoog.

Switching identity

Herrera zegt dat als α-cellen — of andere soorten eilandjecellen-op deze manier insuline kunnen gaan produceren bij mensen met diabetes, hun levenskwaliteit sterk kan worden verbeterd. De droom, zegt Herrera, is om een medicijn te vinden dat de identiteit van α-cellen kan veranderen.

maar hij erkent dat elke vorm van behandeling nog ver weg is. Eerst moet zijn team uitzoeken wat er op moleculair niveau gebeurt als α-cellen meer β-achtig worden.

andere teams proberen ook nieuwe insulineproducerende cellen in de alvleesklier te creëren: sommigen hebben geprobeerd β-cellen te genereren uit stamcellen. Maar bij type 1 diabetes valt het immuunsysteem β-cellen aan en vormt het een uitdaging voor dergelijke strategieën.Herrera en zijn team presenteren enig bewijs dat hun hybride cellen minder gevoelig zijn voor dit soort aanvallen, merkt Herbert op, wat suggereert dat hun methode een meer haalbare manier zou kunnen zijn om β-cellen te genereren dan de stamcelbenadering.

maar Herbert voegt eraan toe dat, voordat de auteurs sterke conclusies kunnen trekken over de effectiviteit van hun aanpak, zij de hybride cellen moeten testen met andere antilichamen die aanwezig zijn bij type 1 diabetes die deze cellen mogelijk kunnen aanvallen.

Pancreasplasticiteit

Inês Cebola, een eilandje bioloog aan het Imperial College London, is geïntrigeerd dat pancreascellen kunnen worden overtuigd om insuline te produceren zonder echte β-cellen te worden. “Dat is heel opvallend.”

Diego Balboa Alonso, een eilandje bioloog bij het Centre for Genomic Regulation in Barcelona, is het daarmee eens. Het laatste werk toont aan dat er veel meer plasticiteit is in het hormonale systeem van de menselijke alvleesklier dan eerder werd gedacht, zegt hij. “Ik vind het een mooie studie die dit idee laat zien.”

Leave A Comment