Лекарство от диабета. Инсулин-продуцирующие клетки впервые вырастили из стволовых
Американские исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (USCF) впервые преобразовали стволовые клетки человека в зрелые инсулин-продуцирующие клетки в лабораторных условиях. Это стало крупным прорывом в разработке лекарства от сахарного диабета первого типа (инсулинозависимого диабета), сообщает журнал Nature Cell Biology.
"Теперь мы можем генерировать инсулин-продуцирующие клетки, которые выглядят и функционируют, как естественные бета-клетки поджелудочной железы. Это очень важный шаг на пути к созданию клеток, которые можно было бы пересаживать больным диабетом", - заявил руководитель исследования, директор Диабетического центра UCSF профессор Маттиас Хеброк.
Сахарный диабет первого типа - это аутоиммунное заболевание, при котором разрушаются бета-клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин. Обычно это происходит в детском возрасте. Без инсулина, который регулирует уровень глюкозы в крови, выбросы сахара в кровь могут привести к серьезным повреждениям органов и в конечном итоге к смерти. С этим заболеванием можно бороться, регулярно принимая уколы инсулина во время еды, но люди с диабетом первого типа часто страдают от таких осложнений, как почечная недостаточность, болезни сердца и инсульт. Еще одним методом лечения инсулинозависимого диабета является пересадка поджелудочной железы от умершего донора, но эта процедура сопряжена с долгим ожиданием и большими послеоперационными рисками.
Исследования по использованию стволовых клеток для выращивания здоровых бета-клеток в лаборатории продолжались не один год. Ученым не удавалось определить механизм перепрограммирования стволовых клеток в зрелые функциональные бета-клетки.
"Клетки, которые мы и другие ученые получали, застревали на незрелой стадии, когда они не могли адекватно реагировать на уровень глюкозы в крови и должным образом производить инсулин", - отмечает Маттиас Хеброк.
В новом исследовании ученые нашли ключ к получению полностью зрелых бета-клеток. Оказалось, что все дело в ранее упущенном аспекте развития этих клеток – физическом процессе, при котором клетки отделяются от поджелудочной железы и формируют так называемые островки Лангерганса (скопления гормон-продуцирующих клеток). Именно эти островки необходимы для полноценного созревания бета-клеток.
Когда исследователи воспроизвели этот процесс в лаборатории, искусственно разделив частично дифференцированные стволовые клетки поджелудочной железы и преобразовав их в островковые кластеры, развитие клеток внезапно ускорилось. Мало того, что бета-клетки стали реагировать на уровень сахара в крови так же, как зрелые инсулин-продуцирующие клетки, но и все "окрестности" островка, включая менее изученные альфа- и дельта-клетки, начали развиваться так, как это никогда ранее не наблюдалось в лабораторных условиях.
Затем исследователи пересадили выращенные в лаборатории "островки" бета-клеток здоровым мышам и обнаружили, что через несколько дней они начали функционировать и производить инсулин в ответ на сахар крови так же, как это делали собственные клетки животных.
Как показали результаты исследования, в перспективе новый метод позволит пересаживать бета-клетки без необходимости пожизненно принимать иммунодепрессанты или даже восстановить естественную выработку инсулина поджелудочной железой у больных сахарным диабетом первого типа.
По словам ученых, они наконец-то смогли продвинуться по ряду направлений, которые ранее были для них закрыты, и существенно приблизиться к созданию лекарства от инсулинозависимого диабета.
Материал подготовлен профессором медицины Алмазом Шарманом.
