Διαβήτης τύπου 1: Πλησιάζοντας στη θεραπεία που δημιουργεί νέα κύτταρα ινσουλίνης
Η πρόσφατη έρευνα έχει ανοίξει νέο έδαφος στην αναζήτηση μιας θεραπείας διαβήτη τύπου 1 που δημιουργεί κύτταρα που παράγουν ινσουλίνη.
Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης στη Δανία και το Helmholtz Zentrum München στο Neuherberg της Γερμανίας έχουν χαρτογραφήσει τα σήματα που καθορίζουν το πεπρωμένο των προγονικών κυττάρων στο πάγκρεας.
Αυτά τα ανώριμα κύτταρα μπορούν να εξελιχθούν είτε σε νησάκια που παράγουν ινσουλίνη είτε σε άλλο τύπο κυττάρου.
Η εφημερίδα Φύση περιλαμβάνει ένα έγγραφο για τα ευρήματα.
Αυτή η έρευνα αποκαλύπτει ότι τα προγονικά κύτταρα του παγκρέατος αναπηδούν και ότι το άμεσο περιβάλλον τους, ή η εξωκυτταρική μήτρα, παίζει ισχυρό ρόλο στην απόφαση της μοίρας τους.
«Είμαστε πλέον σε θέση», λέει ο καθηγητής Henrik Semb, ανώτερος συγγραφέας και διευθυντής του Ινστιτούτου Μεταφραστικών Βλαστικών Κυττάρων Έρευνας στο Helmholtz Zentrum München, «για να χαρτογραφήσει το σήμα που καθορίζει εάν τα παγκρεατικά προγονικά κύτταρα θα γίνουν ενδοκρινικά, όπως η ινσουλίνη- παράγουν βήτα κύτταρα ή κύτταρα αγωγών. "
Διαβήτης τύπου 1 και νησίδες
Η ινσουλίνη είναι μια ορμόνη που βοηθά τα κύτταρα να απορροφήσουν τη γλυκόζη και να την χρησιμοποιήσουν για την παραγωγή ενέργειας.
Ο διαβήτης αναπτύσσεται όταν το επίπεδο σακχάρου στο αίμα είναι πολύ υψηλό. Αυτό μπορεί να συμβεί είτε επειδή δεν υπάρχει αρκετή ινσουλίνη (διαβήτης τύπου 1) ή επειδή τα κύτταρα δεν μπορούν να τη χρησιμοποιήσουν σωστά (διαβήτης τύπου 2).
Τα στοιχεία για το 2015 από τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων (CDC) υποδηλώνουν ότι περίπου 30,3 εκατομμύρια άνθρωποι στις Ηνωμένες Πολιτείες είχαν διαβήτη εκείνο το έτος. Περίπου 5 τοις εκατό από αυτούς έχουν διαβήτη τύπου 1, που απαιτεί καθημερινή θεραπεία με ινσουλίνη.
Ο διαβήτης τύπου 1 αναπτύσσεται όταν το ανοσοποιητικό σύστημα καταστρέφει τα κύτταρα που παράγουν ινσουλίνη στο πάγκρεας.
Αυτά τα κύτταρα υπάρχουν σε συστάδες που ονομάζονται νησίδες Langerhans, τα οποία περιέχουν διάφορους τύπους κυττάρων που παράγουν ορμόνες. Εκείνοι που παράγουν ινσουλίνη ονομάζονται βήτα κύτταρα.
Η πρόσφατη μελέτη επικεντρώθηκε σε προγονικά κύτταρα. Αυτά τα ανώριμα κύτταρα είναι «πρώτοι απόγονοι» βλαστικών κυττάρων.
Όπως τα βλαστικά κύτταρα, τα προγονικά κύτταρα μπορούν να γίνουν ένα ή περισσότερα είδη κυττάρων. Σε αντίθεση με τα βλαστικά κύτταρα, ωστόσο, δεν μπορούν να συνεχίσουν να διαιρούνται και να αναπαραχθούν επ 'αόριστον. Επίσης, τα προγονικά κύτταρα μπορούν να ωριμάσουν σε ένα πιο περιορισμένο εύρος τύπων κυττάρων από τα βλαστικά κύτταρα.
Τα προγονικά κύτταρα είναι «συνεχώς» σε κίνηση
Τα προγονικά κύτταρα είναι δύσκολο να μελετηθούν επειδή δεν κάθονται ακίνητα. «Κινούνται συνεχώς μέσα στο αναπτυσσόμενο πάγκρεας, οδηγώντας σε συχνές περιβαλλοντικές αλλαγές», σημειώνει ο καθηγητής Semb.
Συγκρίνει τα κελιά με τα φλίπερ που αναπηδούν σε ένα μηχάνημα - η «τελική βαθμολογία τους βασίζεται στο άθροισμα των συναντήσεων με pin».
Για να εξετάσει πώς κάθε πρόγονος ανταποκρίθηκε στο περιβάλλον του χωρίς την παρέμβαση άλλων κυττάρων, αυτός και οι συνάδελφοί του πήραν προγόνους που αναπτύχθηκαν από ανθρώπινα βλαστοκύτταρα και τα έβαλαν σε γυάλινες πλάκες που περιείχαν μικροπυρήνες πρωτεϊνών μήτρας.
Ο καθηγητής Semb λέει ότι οι ερευνητές εξεπλάγησαν πολύ από αυτό που ανακάλυψαν.
Διαπίστωσαν ότι διαφορετικές αλληλεπιδράσεις με συστατικά της εξωκυτταρικής μήτρας άλλαξαν την «κατάσταση μηχανικής δύναμης στον πρόγονο».
«Αυτές οι δυνάμεις προκύπτουν από αλληλεπιδράσεις μεταξύ της εξωκυτταρικής μήτρας, που είναι έξω από το κύτταρο, και του κυτταροσκελετού ακτίνης, που βρίσκεται εντός του κυττάρου», προσθέτει.
Ενδοκρινικό ή αγωγό κύτταρο;
Με τη βοήθεια περαιτέρω πειραμάτων, η ομάδα διαπίστωσε ότι η έκθεση σε διάφορες πρωτεΐνες στην εξωκυτταρική μήτρα καθοδήγησε τους προγόνους στις μοίρες τους με διαφορετικούς τρόπους.
Ανάλογα με τις δυνάμεις που εμπλέκονται, τα προγονικά κύτταρα έγιναν είτε κύτταρα αγωγών είτε κύτταρα νησίδας που παράγουν ορμόνες (ενδοκρινικά).
«Τα πειράματα δείχνουν ότι η έκθεση σε λαμινίνη εξωκυτταρικής μήτρας καθοδηγεί τα προγονικά κύτταρα προς μια ενδοκρινική μοίρα μειώνοντας τις μηχανικές δυνάμεις μέσα στα κύτταρα», εξηγεί ο καθηγητής Semb.
«Αντίστροφα, η έκθεση σε φιμπρονεκτίνη έχει ως αποτέλεσμα την τύχη του αγωγού λόγω των αυξημένων μηχανικών δυνάμεων», προσθέτει.
"Η ανακάλυψή μας ανοίγει νέο έδαφος επειδή εξηγεί πώς τα πολλαπλά προγονικά κύτταρα ωριμάζουν σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων κατά τη διάρκεια του σχηματισμού οργάνων."
Καθ. Henrik Semb
Τα ευρήματα της ομάδας θα πρέπει να βοηθήσουν στην ενημέρωση της ανάπτυξης θεραπειών που κάνουν κύτταρα που παράγουν ινσουλίνη από βλαστικά κύτταρα.
«Μπορούμε τώρα να αντικαταστήσουμε σημαντικούς αριθμούς από εμπειρικά παραγόμενες ουσίες, των οποίων ο τρόπος δράσης σε τρέχοντα πρωτοποριακά πρωτόκολλα διαφοροποίησης είναι σε μεγάλο βαθμό άγνωστος, με αναστολείς μικρών μορίων που στοχεύουν συγκεκριμένα συστατικά της νέας ταυτοποιημένης πορείας μηχανικής σηματοδότησης» σχόλια.
Προσθέτει ότι η μελέτη παρείχε επίσης ένα σύνολο εργαλείων μηχανικής ακριβείας που θα μπορούσαν να είναι χρήσιμα στην ανάπτυξη θεραπειών αντικατάστασης κυττάρων, όχι μόνο για διαβήτη τύπου 1 αλλά και για άλλες σοβαρές καταστάσεις, όπως νευροεκφυλιστικές ασθένειες.
Σε ένα βίντεο από τον Helmholtz Zentrum München, ο καθηγητής Semb συνοψίζει την έρευνα και εξηγεί τον σημαντικό ρόλο της εξωκυτταρικής μήτρας στον προσδιορισμό της μοίρας των ανώριμων παγκρεατικών κυττάρων.
