Найден ключ к лечению диабета стволовыми клетками

Исследователи из Копенгагенского университета (University of Copenhagen) совместно с коллегами из фармацевтической компании Novo Nordisk (Дания) представили новый улучшенный метод производства бета-клеток из эмбриональных стволовых клеток человека. Результаты работы опубликованы 14 сентября 2017 года в журнале Stem Cell Reports.

Бета-клетки продуцируют гормон инсулин, понижающий уровень глюкозы крови. Однако, при диабете 1 типа, иммунная система разрушает бета-клетки. Поэтому людям, страдающим от этого заболевания, необходимы регулярные инъекции инсулина.

Учёные давно пытаются решить данную проблему, в том числе, искусственно выращивая необходимые клетки для пересадки диабетикам. Группа исследователей из Дании предложила новый улучшенный метод на основе эмбриональных стволовых клеток (СК) человека.

«На данный момент мы можем превратить стволовые клетки во что-то, похожее на естественные бета-клетки. Но наше исследование показало, что с помощью настоящей методики можно получить клетки, которые больше напоминают альфа-клетки. Тем не менее, эксперимент позволил нам лучше понять этапы превращения стволовых клеток в бета-клетки. Фактически мы показали, что СК могут развиваться разными путями, но, в конечном итоге, превратятся в бета-клетки», — сказала профессор Энн Грэпин-Боттон (Anne Grapin-Botton) из Фундаментального Центра биологии стволовых клеток Novo Nordisk.

В работе исследователей из Дании использовались плюрипотентные стволовые клетки человека, которые способны дифференцироваться в любой тип клеток организма. Используя известные методы, учёные проанализировали около 600 различных СК в процессе их превращения в бета-клетки, идентичность которых была также изучена на молекулярном уровне.

В ходе проведённых экспериментов были открыты ранее неизвестные аспекты развития клеток и роль определённых генов в данном процессе. Учёными найдены основные гены, принимающие участие в окончательном формировании бета-клеток — NXK6.1 и MNX1.

«Данное исследование позволяет взглянуть на глубинные молекулярные механизмы на клеточном уровне. Мы не смотрим на обобщённые результаты развития клеток, как это делали учёные ранее. Мы изучаем каждую клетку индивидуально. Мы делаем это в надежде на то, что нам удастся предотвратить превращение клеток в «неправильном направлении». Данная работа проливает свет на пути, которые проходят клетки при созревании, и на то, как мы развиваемся в утробе матери», — говорит Грэпин-Боттон.

Альфа-клетки расположены в поджелудочной железе наряду с бета-клетками и секретируют гормон, названный глюкагоном, который снижает уровень инсулина, повышая уровни глюкозы в крови. Таким образом, дифференцировка СК в клетки, которые по свойствам напоминают альфа-клетки, не является оптимальным способом лечения для диабетиков.

«В нашем эксперименте клетки определённо начинают процесс превращения в альфа или бета-клетки, но они не завершают его. Нам необходимо продолжить исследование, чтобы узнать больше о том, как мы можем оптимизировать последний этап в развитии бета-клеток», — объяснила Грэпин-Боттон.