Стволовые клетки помогут понять природу диабета 2 типа
Американские учёные с помощью индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека впервые создали модель инсулинорезистентности – одной из главных причин диабета 2 типа. Результаты работы опубликованы 24 июля в журнале Diabetes.
В 2012 году биолог из Японии Шинья Яманака (Shinya Yamanaka) получил Нобелевскую премию за создание из зрелых клеток индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК), способных дифференцироваться практически в любой тип клеток. Учёные из Центра Диабета Джослин (Joslin Diabetes Center) в Бостоне, основываясь на данном исследовании, создали первые в истории инсулинрезистентные иПСК человека.
«Это новейшее исследование на модели иПСК человека проводится с целью изучения природы возникновения диабета 2 типа – сложного заболевания, индивидуального у каждого человека», — говорит Мэри К. Айэкокка (Mary K. Iacocca), профессор медицины Гарвардской медицинской школы, главный научный сотрудник Центра по изучению сахарного диабета Джослин.
«До настоящего времени учёные, изучающие причины и последствия инсулинорезистентности, сталкивались с отсутствием необходимых линий клеточных культур таких как жир, мышцы, и печень, которые более всего подвержены влиянию инсулина. Это затрудняет изучение прогрессирования болезни на доклинических стадиях. Новый метод позволит создать клетки, резистентные к инсулину с помощью иПСК», — добавляет доктор Рональд Кан (C. Ronald Kahn), соавтор статьи и сотрудник Айэкокки.
Процесс создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, как правило, начинается с забора фибробластов (клеток соединительной ткани) из образцов кожи. Кан и его коллеги использовали фибробласты трех пациентов с тяжелой формой инсулинорезистентности, вызванной мутацией в гене, отвечающем за инсулиновые рецепторы (ИР) – молекулы, проникающие в плазматическую мембрану и играющие ключевую роль в транспорте инсулина и метаболизме глюкозы.
Исследователи из Центра Джослин перепрограммировали фибробласты в иПСК с помощью вируса, активировав четыре гена, поддерживающих клетки в состоянии плюрипотентных стволовых клеток. Затем учёные исследовали активацию генов в сигнальных путях инсулина в иПСК и фибробластах с ИР мутацией и в контрольной группе клеток, полученных у людей без мутации.
Одним из важнейших результатов исследования стало открытие, показавшее, что ИР мутации изменяют экспрессию многих генов фибробластов и иПСК, в отличие от здоровых клеток. «Однако влияние зависит от типа клеток»,- говорит Кан. «Мы наблюдали один тип экспрессии у фибробластов и другой у иПСК».
Инсулин – ключевой элемент для роста и пролиферации здоровых стволовых клеток. Результаты работы показали, что резистентность к инсулину снижает у иПСК способность расти и размножаться. Эта особенность может сыграть важную роль в изучении механизмов развития диабета, а также сможет объяснить проблемы заживления ран и восстановления тканей – общей проблемы диабетиков.
Следующие фазы исследования будут направлены на создание клеток мышц, печени и жира из иПСК для моделирования процессов в тканях человека.
