Исследователи превратили человеческие стволовые клетки в инсулин-продуцирующие клетки и продемонстрировали на мышах, которым вводили такие клетки, что уровни сахара в крови можно контролировать и функционально излечивать диабет в течение девяти месяцев.
Результаты исследований ученых из Медицинского факультета Вашингтонского университета в Сент-Луисе опубликованы в сети 24 февраля в журнале Nature Biotechnology .
«У этих мышей был очень тяжелый диабет с показаниями уровня сахара в крови более 500 миллиграммов на децилитр крови - уровни, которые могут быть фатальными для человека, - и когда мы дали мышам клетки , секретирующие инсулин , в течение двух недель их уровень глюкозы в крови вернулся к нормальной жизни и оставался таким в течение многих месяцев ", - сказал главный исследователь Джеффри Р. Миллман, доктор философии, доцент кафедры медицины и биомедицинской инженерии в Вашингтонском университете.
Несколько лет назад те же исследователи обнаружили, как превращать стволовые клетки человека в бета-клетки поджелудочной железы, которые вырабатывают инсулин. Когда такие клетки сталкиваются с сахаром в крови, они выделяют инсулин. Тем не менее, предыдущая работа имела свои ограничения и не контролировала диабет у мышей.
Теперь исследователи показали, что разработанная ими новая технология может более эффективно превращать человеческие стволовые клетки в инсулин-продуцирующие клетки, которые более эффективно контролируют уровень сахара в крови.
«Общая проблема, когда вы пытаетесь превратить человеческую стволовую клетку в инсулин-продуцирующую бета-клетку - или нейрон или сердечную клетку - заключается в том, что вы также производите другие клетки, которые вам не нужны», - сказал Миллман. «В случае бета-клеток мы можем получить другие типы клеток поджелудочной железы или печени».
Нецелевые клетки поджелудочной железы и печени ничего не повреждают при имплантации мыши, но они также не борются с диабетом.
«Чем больше нецелевых клеток вы получаете, тем меньше у вас терапевтически значимых клеток», - сказал он. «Вам нужно около миллиарда бета-клеток, чтобы вылечить человека от диабета. Но если четверть клеток, которые вы производите, на самом деле являются клетками печени или других клеток поджелудочной железы, вместо миллиарда клеток вам потребуется 1,25 миллиарда клеток. Вылечить болезнь на 25% сложнее ».
«Это совершенно другой подход, принципиально другой в том, как мы это делаем», - сказал он. «Ранее мы идентифицировали различные белки и факторы и разбрызгивали их по клеткам, чтобы посмотреть, что произойдет. Поскольку мы лучше поняли сигналы, мы смогли сделать этот процесс менее случайным».
Понимание этого процесса позволило команде Миллмана производить больше бета-клеток. Важно отметить, что новая методика эффективно работает на стволовых клетках из разных источников, что значительно расширяет возможности этой методики при изучении заболеваний.
«Мы смогли получить больше бета-клеток, и эти клетки лучше функционировали у мышей, некоторые из которых оставались вылеченными более года», - сказал Миллман.
Он объяснил, что еще многое предстоит сделать, прежде чем эту стратегию можно будет использовать для лечения людей с диабетом. Им нужно будет тестировать клетки в течение более длительных периодов времени на более крупных моделях животных и работать над тем, чтобы автоматизировать процесс, чтобы иметь какую-то надежду на получение бета-клеток, которые могут помочь миллионам людей, которым в настоящее время требуются инъекции инсулина, для контроля своего диабета . Но исследования продолжаются.