Sladkorna bolezen tipa 1: bližje zdravljenju, ki ustvarja nove inzulinske celice
Nedavne raziskave so odprle novo pot v prizadevanju za zdravljenje diabetesa tipa 1, ki ustvarja celice, ki proizvajajo inzulin.
Znanstveniki z univerze v Københavnu na Danskem in Helmholtz Zentrum München v Neuherbergu v Nemčiji so preslikali signale, ki določajo usodo progenitornih celic v trebušni slinavki.
Te nezrele celice se lahko razvijejo v celice otočkov, ki tvorijo inzulin, ali v druge vrste celic.
Časopis Narava vsebuje prispevek o ugotovitvah.
Ta raziskava razkriva, da se celice predhodnice trebušne slinavke poskakujejo in da njihovo neposredno okolje ali zunajcelični matriks igra pomembno vlogo pri odločanju o njihovi usodi.
"Zdaj smo lahko," pravi prof. Henrik Semb, višji avtor in direktor Inštituta za raziskave translacijskih matičnih celic pri Helmholtz Zentrum München, "preslikali signal, ki določa, ali bodo progenitorne celice trebušne slinavke postale endokrine, na primer ki proizvajajo beta celice ali kanalske celice. "
Sladkorna bolezen tipa 1 in otočke
Inzulin je hormon, ki pomaga celicam, da absorbirajo glukozo in jo uporabljajo za proizvodnjo energije.
Diabetes se razvije, ko je raven sladkorja v krvi v telesu previsoka. To se lahko zgodi, ker ni dovolj insulina (diabetes tipa 1) ali ker ga celice ne morejo pravilno uporabljati (diabetes tipa 2).
Podatki za leto 2015 iz Centrov za nadzor in preprečevanje bolezni (CDC) kažejo, da je tisto leto v ZDA približno 30,3 milijona ljudi imelo sladkorno bolezen. Približno 5 odstotkov jih ima sladkorno bolezen tipa 1, zato potrebujejo vsakodnevno zdravljenje z insulinom.
Sladkorna bolezen tipa 1 se razvije, ko imunski sistem uniči celice, ki proizvajajo inzulin v trebušni slinavki.
Te celice obstajajo v grozdih, imenovanih Langerhansovi otočki, ki vsebujejo več vrst celic, ki tvorijo hormone. Tiste, ki proizvajajo inzulin, imenujemo beta celice.
Nedavna študija se je osredotočila na matične celice. Te nezrele celice so "zgodnji potomci" matičnih celic.
Tako kot izvorne celice lahko tudi predhodne celice postanejo ena ali več vrst celic. V nasprotju z matičnimi celicami pa se ne morejo neomejeno deliti in razmnoževati. Tudi matične celice lahko dozorijo v bolj omejen nabor celičnih vrst kot izvorne celice.
Progenitorne celice so 'nenehno' v gibanju
Progenitorne celice je težko preučevati, ker ne sedijo pri miru. "Neprestano se gibljejo znotraj razvijajoče se trebušne slinavke, kar vodi do pogostih sprememb v okolju," ugotavlja prof. Semb.
Celice primerja s keglji, ki se v stroju premetavajo - njihov "končni rezultat temelji na vsoti srečanj z zatiči."
Da bi preučili, kako se je vsak prednik odzval na svoje okolje brez vmešavanja drugih celic, je s sodelavci vzel prednike, razvite iz človeških izvornih celic, in jih posadil na steklena stekelca, ki so vsebovala mikro vzorce beljakovin matriksa.
Profesor Semb pravi, da so bili raziskovalci nad tem, kar so odkrili, zelo presenečeni.
Ugotovili so, da so različne interakcije s komponentami v zunajceličnem matriksu spremenile "stanje mehanske sile v predniku".
"Te sile so posledica interakcij med zunajceličnim matriksom, ki je zunaj celice, in aktinskim citoskeletom, ki je znotraj celice," dodaja.
Endokrina ali kanalska celica?
S pomočjo nadaljnjih poskusov je ekipa ugotovila, da je izpostavljenost različnim beljakovinam v zunajceličnem matriksu vodila rodovnike k njihovi usodi na različne načine.
Odvisno od vpletenih sil so progenitorne celice postale bodisi kanalske celice bodisi celice otočkov, ki proizvajajo hormone (endokrine).
"Poskusi kažejo, da izpostavljenost zunajceličnemu matriksu lamininu poučuje progenitorne celice do endokrine usode z zmanjšanjem mehanskih sil v celicah," pojasnjuje prof. Semb.
"Nasprotno pa izpostavljenost fibronektinu povzroči povečano mehansko silo," dodaja.
"Naše odkritje odpira novo podlago, ker pojasnjuje, kako multipotentne celice predhodnice med tvorbo organov dozorijo v različne tipe celic."
Prof. Henrik Semb
Ugotovitve ekipe bi morale pomagati pri razvoju zdravljenja, pri katerem celice, ki proizvajajo inzulin, nastanejo iz izvornih celic.
"Zdaj lahko znatno število empirično pridobljenih snovi, katerih način delovanja v sedanjih najsodobnejših protokolih diferenciacije v glavnem ni znan, z zaviralci majhnih molekul, ki ciljajo na določene komponente na novo opredeljene mehanosignacijske poti," je dejal prof. komentarji.
Dodaja, da je študija zagotovila tudi vrsto orodij za natančno inženirstvo, ki bi lahko bila koristna pri razvoju zdravil za nadomestitev celic, ne samo za sladkorno bolezen tipa 1, temveč tudi za druge hude bolezni, kot so nevrodegenerativne bolezni.
V videoposnetku Helmholtz Zentrum München profesor Semb povzema raziskavo in pojasnjuje vplivno vlogo zunajceličnega matriksa pri določanju usode nezrelih celic trebušne slinavke.
