Прорыв ученых в лечении диабета: клетки желудка превратили в фабрики инсулина

Считается, что диабет 1 типа, точная причина которого до сих пор остается загадкой, возникает в результате аутоиммунной реакции, когда организм ошибочно уничтожает бета-клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин. В связи с этим ученые пытаются найти решение проблемы диабета, используя стволовые клетки для создания клеток, вырабатывающих инсулин, взамен уничтоженных иммунной системой, пишет New Atlas.

В Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и интересные новости из мира науки!

В кишечнике человека стволовые клетки желудка восстанавливают нашу кишечную выстилку каждую неделю или около того. Кроме того, эти клетки развиваются в специфические для кишечника ткани, такие как энтероэндокринные клетки (ЭЭК), которые выделяют гормоны. Создание ЭЭК, выделяющих инсулин, может стать важной терапевтической стратегией для больных диабетом 1 типа, страдающих от недостаточной выработки инсулина.

Исследователи реализовали эту возможность, превратив стволовые клетки желудка человека в клетки, вырабатывающие инсулин, которые реагируют на уровень глюкозы подобно здоровым бета-клеткам поджелудочной железы.

"Учитывая, что желудок производит собственные гормон-высвобождающие клетки и что клетки желудка и поджелудочной железы соседствуют на эмбриональной стадии, не совсем неожиданно, что стволовые клетки желудка могут трансформироваться в клетки, вырабатывающие инсулин", – объяснил Джо Чжоу, ведущий автор исследования.

Чжоу посвятил этой работе более 15 лет. Его первые эксперименты показали, что стандартные клетки поджелудочной железы у мышей могут превращаться в клетки, вырабатывающие инсулин, путем запуска трех факторов транскрипции – белков, регулирующих экспрессию генов. Позже, в 2016 году, Чжоу и его команда обнаружили, что стволовые клетки желудка исключительно восприимчивы к этому трехфакторному методу активации.

В последнем исследовании ученые извлекли стволовые клетки желудка с помощью неинвазивного процесса, известного как эндоскопия, включающего тонкую, гибкую трубку, оснащенную камерой, которая позволяет оператору брать образцы тканей.

После превращения этих стволовых клеток в бета-подобные клетки, названные желудочными инсулинсекретирующими клетками (ЖИСК), их вырастили в крошечные органоидные кластеры. Эти органоиды быстро реагировали на глюкозу, выделяя инсулин всего за десять дней.

Когда эти ЖИСК были имплантированы мышам-диабетикам, они повторяли действия настоящих бета-клеток поджелудочной железы, поддерживая стабильный уровень глюкозы в крови путем секреции инсулина в ответ на повышение уровня глюкозы. Исследователи сообщили о непрерывном производстве инсулина этими клетками в течение шестимесячного периода наблюдения, что говорит об их жизнеспособности.

"Это исследование закладывает фундаментальную основу для создания метода лечения диабета 1 типа и прогрессирующего диабета 2 типа с использованием собственных клеток пациентов", — утверждает Чжоу.

По состоянию на 2021 год примерно 8,4 миллиона человек во всем мире болели диабетом 1 типа, и ожидается, что к 2040 году их число возрастет до 13,5-17,4 миллиона. В настоящее время диабетики 1 типа и некоторые больные диабетом 2 типа управляют своим состоянием с помощью ручных или автоматических инъекций инсулина.

По мнению исследователей, трансплантация инсулинпродуцирующих клеток, полученных из стволовых клеток пациента, является более естественным методом улучшения функции бета-клеток, что потенциально снижает риск отторжения трансплантата.

Прежде чем приступить к клиническим испытаниям, ученые планируют усовершенствовать свою методику, включая увеличение масштабов производства бета-подобных клеток для трансплантации человеку. Очень важно, что они также сосредоточились на создании таких клеток, которые станут менее уязвимыми к натиску иммунной системы, уничтожающей бета-клетки у пациентов с диабетом 1 типа.