• Home
  • Komórki ludzkie przeprogramowane do tworzenia insuliny

Komórki ludzkie przeprogramowane do tworzenia insuliny

fałszywie zabarwiony TEM ukazujący komórki wysepki Langerhansa, składnika endokrynnego ludzkiej trzustki.

komórki w wysepkach Langerhansa w trzustce wydzielają hormony, takie jak insulina.Autor: CNRI / SPL

zniszczenie jednego rodzaju komórki produkującej insulinę w trzustce może prowadzić do cukrzycy – ale badania sugerują, że inne komórki mogą zostać zmodyfikowane, aby zająć jego miejsce i pomóc kontrolować poziom cukru we krwi.

wyniki budzą nadzieję, że 'przeprogramowane’ komórki produkujące insulinę mogą być stosowane jako leczenie cukrzycy, ale do tej pory podejście to było testowane tylko na ludzkich komórkach w badaniach na myszach.

W badaniu opublikowanym 13 lutego w Nature1 naukowcy donoszą, że nakłaniają ludzkie komórki trzustki, które normalnie nie wytwarzają insuliny, hormonu regulującego ilość glukozy we krwi, aby zmienić swoją tożsamość i rozpocząć produkcję hormonu.

po wszczepieniu u myszy, te przeprogramowane komórki złagodziły objawy cukrzycy, zwiększając możliwość, że metoda może pewnego dnia być stosowana jako leczenie u ludzi.

„myślę, że ma to ogromny potencjał”, mówi Terence Herbert, biolog z Uniwersytetu w Lincoln w Wielkiej Brytanii. Ale to jeszcze wczesne dni, mówi, z kilkoma przeszkodami do pokonania, zanim technika może być stosowana w klinice.

rozpad systemu

gdy poziom cukru we krwi wzrasta po jedzeniu, komórki trzustki zwane komórkami β normalnie reagują uwalniając insulinę, co z kolei stymuluje komórki do wchłaniania cukrów. U osób z cukrzycą układ ten ulega rozkładowi, co prowadzi do wysokiego poziomu cukru we krwi, który może uszkodzić organizm i spowodować chorobę.

w cukrzycy typu 1 układ odpornościowy atakuje i niszczy komórki β; w typie 2 komórki β nie wytwarzają wystarczającej ilości hormonu lub organizm staje się odporny na insulinę.

naukowcy wykazali wcześniej w badaniach na myszach, że jeśli komórki β zostaną zniszczone, inny typ komórek trzustki, zwany komórkami α, staje się bardziej β-podobny i zaczyna wytwarzać insulinę2. Te α-komórki normalnie wytwarzają hormon glukagon i znajdują się obok β-komórek w grudkach komórek wydzielających hormony, zwanych wysepkami trzustki lub wysepkami Langerhansa. Wcześniejsze badania wykazały, że dwa białka, które kontrolują ekspresję genów, wydawały się odgrywać ważną rolę w nakłanianiu komórek α do produkcji insuliny u myszy: Pdx1 i Mafa.

czynnik ludzki

Tak więc Pedro Herrera z Uniwersytetu Genewskiego w Szwajcarii i jego współpracownicy zastanawiali się, czy wytwarzanie większej ilości tych białek w ludzkich komórkach α miałoby podobny efekt.

najpierw pobrali komórki wysepek z ludzkiej trzustki i oddzielili poszczególne typy komórek. Następnie wprowadzili DNA, które kodowało białka Pdx1 i MafA do komórek α, zanim połączyli je z powrotem.

po tygodniu w hodowli, prawie 40% ludzkich komórek α produkowało insulinę, podczas gdy komórki kontrolne, które nie zostały przeprogramowane, nie były. Przeprogramowane komórki wykazały również wzrost ekspresji innych genów związanych z komórkami β. „Mają hybrydową osobowość”, mówi Herrera.

Zespół następnie wszczepił masę komórek myszy z cukrzycą, które miały zniszczone komórki β i odkrył, że poziom cukru we krwi spadł do normalnego poziomu. Po usunięciu przeszczepów, poziom cukru we krwi myszy wzrósł.

Zmiana tożsamości

Herrera mówi, że jeśli komórki α-lub inne rodzaje komórek wysepek-mogłyby rozpocząć produkcję insuliny w ten sposób u osób z cukrzycą, ich jakość życia może ulec znacznej poprawie. Sen, mówi Herrera, polega na znalezieniu leku, który może zmienić tożsamość komórek α.

ale przyznaje, że każdy rodzaj leczenia jest jeszcze daleko. Po pierwsze, jego zespół będzie musiał ustalić, co dzieje się na poziomie molekularnym, gdy komórki α staną się bardziej podobne do β.

inne zespoły również próbują stworzyć nowe komórki produkujące insulinę w trzustce: niektóre starały się wytworzyć komórki β z komórek macierzystych. Ale w cukrzycy typu 1 układ odpornościowy atakuje komórki β, stanowiąc wyzwanie dla takich strategii.

Herrera i jego zespół przedstawiają pewne dowody na to, że ich hybrydowe komórki są mniej podatne na tego rodzaju ataki, zauważa Herbert, sugerując, że ich metoda może być bardziej wykonalnym sposobem generowania komórek β niż podejście do komórek macierzystych.

ale Herbert dodaje, że zanim autorzy wyciągną mocne wnioski na temat skuteczności ich podejścia, będą musieli przetestować komórki hybrydowe z innymi przeciwciałami obecnymi w cukrzycy typu 1, które mogłyby potencjalnie zaatakować te komórki.

plastyczność trzustki

Inês Cebola, biolog z wysepki w Imperial College London, jest zaintrygowany tym, że komórki trzustki można przekonać do produkcji insuliny, nie stając się właściwie prawidłowymi komórkami β. „To dość uderzające.”

Diego Balboa Alonso, biolog z Centrum regulacji genomu w Barcelonie, zgadza się. Najnowsze prace pokazują, że w układzie hormonalnym ludzkiej trzustki jest znacznie więcej plastyczności, niż wcześniej sądzono, mówi. „Myślę, że to piękne studium pokazujące ten pomysł.”

Leave A Comment