Dijabetes tipa 1: Približavanje liječenju koje generira nove stanice inzulina
Nedavno istraživanje otvorilo je novo u potrazi za liječenjem dijabetesa tipa 1 koje generira stanice za stvaranje inzulina.
Znanstvenici sa Sveučilišta u Kopenhagenu u Danskoj i Helmholtz Zentrum München u Neuherbergu u Njemačkoj mapirali su signale koji određuju sudbinu progenitornih stanica u gušterači.
Te se nezrele stanice mogu razviti u stanice otočića koje stvaraju inzulin ili u drugu vrstu stanica.
Časopis Priroda sadrži rad o nalazima.
Ovo istraživanje otkriva da se stanice progenitora gušterače poskakuju i da njihovo neposredno okruženje ili izvanstanični matriks igra snažnu ulogu u odlučivanju o njihovoj sudbini.
„Sad smo bili u mogućnosti“, kaže prof. Henrik Semb, viši autor i direktor Instituta za istraživanje translacijskih matičnih stanica pri Helmholtz Zentrum München, „mapirati signal koji određuje hoće li stanice progenitora gušterače postati endokrine, poput inzulinske kiseline“. proizvodeći beta stanice ili stanice kanala. "
Dijabetes tipa 1 i stanice otočića
Inzulin je hormon koji pomaže stanicama da apsorbiraju glukozu i koriste je za stvaranje energije.
Dijabetes se razvija kada je tjelesna razina šećera u krvi previsoka. To se može dogoditi ili zato što nema dovoljno inzulina (dijabetes tipa 1) ili zato što ga stanice ne mogu pravilno koristiti (dijabetes tipa 2).
Podaci za 2015. godinu iz Centra za kontrolu i prevenciju bolesti (CDC) sugeriraju da je te godine oko 30,3 milijuna ljudi u Sjedinjenim Državama imalo dijabetes. Oko 5 posto njih ima dijabetes tipa 1, zbog čega im je potrebno svakodnevno liječenje inzulinom.
Dijabetes tipa 1 razvija se kada imunološki sustav uništava stanice gušterače koje proizvode inzulin.
Te stanice postoje u nakupinama nazvanim Langerhansovi otočići, koje sadrže nekoliko vrsta stanica koje stvaraju hormone. Oni koji proizvode inzulin nazivaju se beta stanicama.
Nedavno istraživanje usredotočilo se na progenitorne stanice. Te nezrele stanice su "rani potomci" matičnih stanica.
Poput matičnih stanica, i matične stanice mogu postati jedna ili više vrsta stanica. Međutim, za razliku od matičnih stanica, one se ne mogu dijeliti i razmnožavati u nedogled. Također, matične stanice mogu sazrijeti u ograničeniji raspon tipova stanica od matičnih stanica.
Progenitor stanice su 'stalno' u pokretu
Stanice rodonačelnika teško je proučavati jer ne miruju. "Stalno se kreću unutar gušterače u razvoju, što dovodi do čestih promjena okoliša", napominje prof. Semb.
Uspoređuje stanice s loptama koje se poskakuju u stroju - njihov "konačni rezultat temelji se na zbroju susreta s pinovima".
Kako bi ispitali kako je svaki rodonačelnik reagirao na svoju okolinu bez uplitanja drugih stanica, on i njegovi kolege uzeli su rodonačelnike razvijene od ljudskih matičnih stanica i posadili ih na staklena stakla koja su sadržavala mikroobrasce proteina matrice.
Prof. Semb kaže da su istraživači bili vrlo iznenađeni onim što su otkrili.
Otkrili su da su različite interakcije s komponentama izvanstaničnog matriksa promijenile "stanje mehaničke sile unutar rodonačelnika".
"Te sile proizlaze iz interakcija između izvanstaničnog matriksa, koji je izvan stanice, i aktinskog citoskeleta, koji je unutar stanice", dodaje.
Endokrina ili kanalna stanica?
Uz pomoć daljnjih eksperimenata, tim je otkrio da je izlaganje različitim proteinima u izvanstaničnoj matrici vodilo rodonačelnike do njihove sudbine na različite načine.
Ovisno o uključenim silama, stanice rodosljednice postale su ili stanice kanala ili stanice otočića koje proizvode hormone (endokrine).
"Eksperimenti pokazuju da izloženost izvanstaničnom matriksu lamininu podučava stanice rodosljednike ka endokrinoj sudbini smanjenjem mehaničkih sila unutar stanica", objašnjava prof. Semb.
"Obrnuto, izlaganje fibronektinu rezultira sudbinom kanala zbog povećanih mehaničkih sila", dodaje.
"Naše otkriće otvara novo tlo jer objašnjava kako multipotentne matične stanice sazrijevaju u različite tipove stanica tijekom stvaranja organa."
Prof. Henrik Semb
Nalazi tima trebali bi pomoći u informiranju o razvoju liječenja kojima se stanice matičnih stanica proizvode stanice koje proizvode inzulin.
"Sada možemo zamijeniti značajan broj empirijski izvedenih tvari, čiji je način djelovanja u trenutnim najsuvremenijim protokolima diferencijacije uglavnom nepoznat, inhibitorima malih molekula koji ciljaju specifične komponente novoidentificiranog mehanosignacijskog puta", prof. Semb komentari.
Dodaje da je studija također pružila niz alata za precizno inženjerstvo koji bi mogli biti korisni u razvoju tretmana za zamjenu stanica, ne samo za dijabetes tipa 1, već i za druga teška stanja, poput neurodegenerativnih bolesti.
U videu iz Helmholtz Zentrum Münchena, prof. Semb sažima istraživanje i objašnjava utjecajnu ulogu izvanstaničnog matriksa u određivanju sudbine nezrelih stanica gušterače.
