Søndag 9. februar 2014.-Forskere ved Gladstone Institutes, i San Francisco, California, USA, har utviklet en teknikk i dyremodeller som kan erstatte celler ødelagt av diabetes type 1. Funnet, publisert i Cell Stem Cell, er et viktig skritt for å frigjøre pasienter fra injeksjoner som må gis livet ut.
Diabetes type 1, som vanligvis manifesterer seg i løpet av barndommen, er forårsaket av ødeleggelse av betaceller, en type celler som normalt legger seg i bukspyttkjertelen og produserer et hormon kalt insulin uten at kroppens organer har problemer med å absorbere sukker, som glukose, fra blodet. Sykdommen kan kontrolleres ved å måle glukosenivåer og ved insulininjeksjoner, selv om en bedre løsning ville være å erstatte de manglende beta-cellene. Imidlertid er det vanskelig å få tak i disse cellene, så forskere har fokusert på stamcelleteknologi som en måte å lage dem på.
"Regenerativ medisin kan gi en ubegrenset kilde av insulinproduserende funksjonelle beta-celler som kan transplanteres i pasienten, " sier Dr. Sheng Ding, som også er professor ved University of California, San Francisco (UCSF). "Men tidligere forsøk på å produsere store mengder sunne betaceller og utvikle et levedyktig system har ikke vært helt vellykket. Så vi tok en noe annen tilnærming, " forklarer han.
En av hovedutfordringene for generering av store mengder betaceller er at disse cellene har begrenset regenerativ kapasitet, så når de blir eldre, er det vanskelig å produsere mer. Så forskerteamet for dette arbeidet bestemte seg for å ta et skritt tilbake i livssyklusen til cellen.
Forskerne samlet hudceller, kalt fibroblaster, fra laboratoriemus og deretter ved å bruke en 'cocktail' av molekyler og omprogrammeringsfaktorer, transformert disse fibroblastene til celler som ligner de i endoderm, som er en type celle som funnet i det tidlige embryoet, og de modnes etter hvert i hovedorganene i kroppen, inkludert bukspyttkjertelen.
"Ved å bruke en annen kjemisk cocktail, forvandler vi disse endodermcellene til celler som etterlignet cellene i bukspyttkjertelen som i begynnelsen, som vi kaller PPLC, " sier Gladstone postdoktor Ke Li, hovedforfatter av artikkelen.
"Vårt første mål var å se om vi kunne få disse PPLC-ene til å modnes til celler som i likhet med betaceller reagerer på de riktige kjemiske signalene og, viktigst av alt, utskiller insulin. Og de første eksperimentene våre ble utført på en plate fra Petri, avslørte de at de gjorde det, fortsetter han.
Forskerteamet ønsket deretter å se om det samme skjedde i levende dyremodeller, så de transplanterte PPLC i mus modifisert for å ha hyperglykemi (høyt glukosenivå), en viktig indikator på diabetes.
Et "direkte forhold" mellom PPLC-transplantasjon og reduksjon av hyperglykemi
"Bare en uke etter transplantasjonen begynte dyrenes glukosenivåer å synke gradvis og nærmet seg normale nivåer - Ke Li fortsetter. Og da vi fjernet de transplanterte cellene, så vi en umiddelbar topp av glukose, som avslører et direkte forhold mellom PPLC-transplantasjon og reduksjon av hyperglykemi. "
Da teamet analyserte musene åtte uker etter transplantasjon, observerte de at PPLC hadde gitt vei for fullt funksjonell insulinutskillelse av beta-celler. "Disse resultatene fremhever bare kraften til små molekyler i cellereprogrammering og er et prinsippbevis på at de en dag kan brukes som en personlig terapeutisk tilnærming hos pasienter, " sier Sheng Ding.
"Jeg er spesielt spent på ideen om å oversette disse resultatene til det menneskelige systemet, " sier Matthias Hebrok, en av forfatterne av studien og direktør for UCSF Diabetes Center. "I den nærmeste fremtid kan denne teknologien i humane celler gi betydelige fremskritt i vår forståelse av hvordan iboende betacelledefekter forårsaker diabetes, og dramatisk nærmer seg den sårt tiltrengte kuren. "
Kilde:
Tags:
Familie velvære Annerledes
Diabetes type 1, som vanligvis manifesterer seg i løpet av barndommen, er forårsaket av ødeleggelse av betaceller, en type celler som normalt legger seg i bukspyttkjertelen og produserer et hormon kalt insulin uten at kroppens organer har problemer med å absorbere sukker, som glukose, fra blodet. Sykdommen kan kontrolleres ved å måle glukosenivåer og ved insulininjeksjoner, selv om en bedre løsning ville være å erstatte de manglende beta-cellene. Imidlertid er det vanskelig å få tak i disse cellene, så forskere har fokusert på stamcelleteknologi som en måte å lage dem på.
"Regenerativ medisin kan gi en ubegrenset kilde av insulinproduserende funksjonelle beta-celler som kan transplanteres i pasienten, " sier Dr. Sheng Ding, som også er professor ved University of California, San Francisco (UCSF). "Men tidligere forsøk på å produsere store mengder sunne betaceller og utvikle et levedyktig system har ikke vært helt vellykket. Så vi tok en noe annen tilnærming, " forklarer han.
En av hovedutfordringene for generering av store mengder betaceller er at disse cellene har begrenset regenerativ kapasitet, så når de blir eldre, er det vanskelig å produsere mer. Så forskerteamet for dette arbeidet bestemte seg for å ta et skritt tilbake i livssyklusen til cellen.
Forskerne samlet hudceller, kalt fibroblaster, fra laboratoriemus og deretter ved å bruke en 'cocktail' av molekyler og omprogrammeringsfaktorer, transformert disse fibroblastene til celler som ligner de i endoderm, som er en type celle som funnet i det tidlige embryoet, og de modnes etter hvert i hovedorganene i kroppen, inkludert bukspyttkjertelen.
"Ved å bruke en annen kjemisk cocktail, forvandler vi disse endodermcellene til celler som etterlignet cellene i bukspyttkjertelen som i begynnelsen, som vi kaller PPLC, " sier Gladstone postdoktor Ke Li, hovedforfatter av artikkelen.
"Vårt første mål var å se om vi kunne få disse PPLC-ene til å modnes til celler som i likhet med betaceller reagerer på de riktige kjemiske signalene og, viktigst av alt, utskiller insulin. Og de første eksperimentene våre ble utført på en plate fra Petri, avslørte de at de gjorde det, fortsetter han.
Forskerteamet ønsket deretter å se om det samme skjedde i levende dyremodeller, så de transplanterte PPLC i mus modifisert for å ha hyperglykemi (høyt glukosenivå), en viktig indikator på diabetes.
Et "direkte forhold" mellom PPLC-transplantasjon og reduksjon av hyperglykemi
"Bare en uke etter transplantasjonen begynte dyrenes glukosenivåer å synke gradvis og nærmet seg normale nivåer - Ke Li fortsetter. Og da vi fjernet de transplanterte cellene, så vi en umiddelbar topp av glukose, som avslører et direkte forhold mellom PPLC-transplantasjon og reduksjon av hyperglykemi. "
Da teamet analyserte musene åtte uker etter transplantasjon, observerte de at PPLC hadde gitt vei for fullt funksjonell insulinutskillelse av beta-celler. "Disse resultatene fremhever bare kraften til små molekyler i cellereprogrammering og er et prinsippbevis på at de en dag kan brukes som en personlig terapeutisk tilnærming hos pasienter, " sier Sheng Ding.
"Jeg er spesielt spent på ideen om å oversette disse resultatene til det menneskelige systemet, " sier Matthias Hebrok, en av forfatterne av studien og direktør for UCSF Diabetes Center. "I den nærmeste fremtid kan denne teknologien i humane celler gi betydelige fremskritt i vår forståelse av hvordan iboende betacelledefekter forårsaker diabetes, og dramatisk nærmer seg den sårt tiltrengte kuren. "
Kilde:
