Исследователи из Института исследования диабета в Университете Майами обнаружили, что стволовые клетки, находящиеся в поджелудочной железе, обладают способностью дифференцироваться в зрелые бета-клетки, секретирующие инсулин.
Исследователи выделили и культивировали клетки-предшественники из поджелудочной железы доноров. Чтобы индуцировать дифференцировку, клетки обрабатывали костным морфогенетическим белком 7 (BMP-7). BMP-7 играет множество ролей в эмбриональном развитии, но этот белок особенно важен для определения клеточной судьбы. BMP-7 является коммерчески доступным и используется для ремоделирования кости в клинических условиях.
На данной фотографии изображен фрагмент поджелудочной железы человека, эпителий большого канала поджелудочной железы, содержащий клетки, подобные предшественнику. Эти клетки характеризуются экспрессией PDX1 (белый) и рецептором BMP-7 ALK3 (красный), но не канальцевой маркер карбоангидразой II (CAII, зеленый). При сортировке и культивировании в определенных условиях эти клетки являются BMP-7-расширяемыми и обладают мультипотентным потенциалом дифференцировки.
Интересно, что эти клетки-предшественники не обнаружены в островках Лангерганса. Вместо этого они локализованы в протоках поджелудочной железы. После воздействия на дифференцированные бета-подобные клетки они могут реагировать на стимуляцию глюкозы путем секреции инсулина.
Исследователи Института диабета подтвердили, что уникальные стволовые клетки находятся в больших протоках поджелудочной железы человека. Показаны два таких канала (зеленый), окруженный тремя островками (белый).
Это весомое открытие, так как эти клетки могут предложить новую стратегию для создания инсулин-продуцирующих клеток для лечения диабета типа 1 и типа 2. Эти клетки-предшественники могут быть запрограммированы так, чтобы вести себя как бета-подобные клетки, секретирующие инсулин.
Для людей, живущих с диабетом типа 1, инъекции инсулина или инфузии являются единственными вариантами лечения. Пересадка поджелудочной железы затрудняется необходимостью применения иммунодепрессантов, которые имеют много нежелательных побочных эффектов.
Текущие исследования были сфокусированы на стратегиях трансплантации клеток. Точно так же главная проблема с трансплантирующими клетками остается одной из иммуно-опосредованных отторжений.
В связи с этим, прикосновение к предсуществующим клеткам внутри собственной поджелудочной железы пациента является захватывающим средством для исследования.
Несмотря на многообещающее открытие, это исследование является весьма предварительным. «Мы признаем, что бета-подобные клетки, сгенерированные в нашем исследовании, не так компетентны, как зрелые бета-клетки», - говорят исследователи. Это может быть связано с различиями между физиологическими и культуральными условиями. В конце концов, невозможно полностью воспроизвести биологическую среду в пробирке. Тем не менее, исследование является ключевым шагом на пути к дальнейшему тестированию и проверке предполагаемого подхода к лечению. «Наше исследование было направлено на установление доказательств сущестования нового принцапа лечения».
Следующим логическим шагом будет обнаружение этих клеток-предшественников в поджелудочной железе людей с диабетом. Если эти клетки присутствуют, будут проведены дальнейшие исследования, чтобы определить, будет ли опосредованная BMP-7 активация клеток превращать их в клетки, секретирующие инсулин, в физиологической обстановке.
Конечно, даже если стволовые клетки поджелудочной железы перепрограммируются в клетки, секретирующие инсулин, аутоиммунное опосредованное разрушение, вероятно, останется препятствием к широкому применению данного лечения. Другие усилия, направленные на предотвращение распознавания и уничтожения бета-подобных клеток, будут иметь важное значение для того, чтобы сделать потенциальную терапевтическую стратегию эффективным вариантом в будущем.