"Диабет: во время новых испытаний исследователи обнаружили, что имплантация определённых бета-клеток у мышей функционально излечивает их от заболевания"
Диабет характеризуется проблемами при производстве или управлении инсулина. Один из новых методов лечения, разработанный учёными, заключается в превращении стволовых клеток в бета-клетки, которые выделяют гормон. Во время испытаний исследователи обнаружили, что имплантация этих бета-клеток у мышей с диабетом функционально излечивает их от этой болезни.
Исследование основано на результатах прошлых исследований той же группы под руководством Джеффри Миллмана из Вашингтонского университета. Ранее учёные показали, что введение мышам этих клеток помогает лечить диабет, но результаты нового исследования дали ещё более впечатляющие результаты.
Вашингтонский университет, США
«У исследуемых мышей был очень тяжелый диабет с показаниями уровня сахара в крови более 500 миллиграммов на децилитр крови (уровень, который может быть фатальным для человека). Когда мы дали мышам клетки, секретирующие инсулин, в течение двух недель их уровень глюкозы в крови вернулся к норме и оставался таким в течение многих месяцев», – говорит Миллман.
Бета-клетки производят больше инсулина
Инсулин обычно вырабатывается бета-клетками поджелудочной железы, но у людей с диабетом эти клетки не вырабатывают достаточного количества гормона. Уровнем этого гормона обычно управляют, непосредственно вводя инсулин в кровоток, когда это необходимо. Но в последние годы исследователи нашли способы превращения человеческих стволовых клеток в бета-клетки, которые могут восполнить провал и производить больше инсулина.
Кластеры инсулин-продуцирующих бета-клеток, произведённые из стволовых клеток и использованные для функционального лечения мышей от диабета
В новом исследовании группа учёных провела объёмную работу по улучшению этой техники. Обычно при преобразовании стволовых клеток в клетки определенного типа допускается несколько случайных ошибок, поэтому некоторые другие типы клеток становятся смешанными. Они безвредны, но не нужны.
«Чем больше нецелевых клеток вы получаете, тем меньше у вас терапевтически значимых клеток. Вам нужно около миллиарда бета-клеток, чтобы вылечить человека от диабета. Но если четверть клеток, которые вы производите, на самом деле являются клетками печени или других клеток поджелудочной железы, то вместо того, чтобы обойтись миллиардом клеток, вам потребуется 1,25 миллиарда. Это затрудняет лечение болезни на 25%», – говорит Миллман.
Диабет: сокращая нежелательные клетки
Таким образом, новый метод был направлен на сокращение производства этих нежелательных клеток. Ориентируясь на цитоскелет – основную структуру, которая придает клеткам форму, команда учёных смогла не только производить более высокий процент бета-клеток, но и обеспечить их лучшее функционирование.
«Это совершенно другой подход, принципиально отличный в том, как мы это делаем. Ранее мы идентифицировали различные белки и факторы и разбрызгивали их на клетки, чтобы посмотреть, что произойдет. Поскольку мы лучше поняли сигналы, то смогли сделать этот процесс менее случайным», – сообщает Миллман.
Когда эти новые и улучшенные бета-клетки были введены мышам с диабетом, их уровень сахара в крови стабилизировался, что сделало диабет «функционально вылеченным» на срок до девяти месяцев.
Конечно, на данном этапе это всего лишь испытание на модельных животных. Но исследователи планируют продолжить работу, тестируя клетки на более крупных животных в течение более длительных периодов, с надеждой на то, что однажды они будут готовы для клинических испытаний на людях.
Источник:
Hogrebe, N.J., Augsornworawat, P., Maxwell, K.G. et al. Targeting the cytoskeleton to direct pancreatic differentiation of human pluripotent stem cells. Nat Biotechnol (2020). https://doi.org/10.1038/s41587-020-0430-6
