Новый метод выращивания инсулин-продуцирующих клеток и защиты их от иммунной атаки после трансплантации может дать новую надежду на лечение некоторых людей с диабетом.
При диабете 1 типа организм самовоспроизводится и атакует так называемые бета-клетки внутри кластеров поджелудочной железы, называемых «островками».
Эти бета-клетки отвечают за измерение уровня сахара в крови и высвобождение инсулина, чтобы поддерживать его стабильность. Без них диабетикам приходится полагаться на инъекции инсулина или помпы.
Одно из методов лечения, призванное положить конец этой зависимости, включает трансплантацию донорских островков диабетикам, но этот процесс осложняется рядом препятствий, включая нехватку доноров.
Островки также часто не соединяются с кровоснабжением и даже когда они это делают, как и другие трансплантаты, они могут подвергнуться атаке со стороны иммунной системы реципиента, которая рассматривает клетки как захватчиков.
В результате пациенты должны принимать лекарства, которые подавляют их иммунную систему, защищая их трансплантат, но потенциально подвергая остальную часть их тела болезням.
Пытаясь преодолеть некоторые из этих проблем, команда попыталась найти другой источник островков, уговаривая индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS) производить то, что команда назвала HILO, или островковидными органоидами человека.
Эти HILO, выращенные в трехмерной среде, имитирующей поджелудочную железу, а затем турбонаддув с «генетическим переключателем», успешно вырабатывали инсулин и были способны регулировать уровень глюкозы в крови при трансплантации диабетическим мышам.
«В прошлом эта функциональность была достигнута только после месячного созревания у животного», - сказал Рональд Эванс, директор лаборатории экспрессии генов Института биологических исследований Солка.
«Этот прорыв позволяет производить функциональные HILO, которые активны в первый день трансплантации, что приближает нас к клиническим применениям», - сказал AFP Эванс, возглавлявший исследование.
Найдя потенциальный способ решения проблемы цепочки поставок, ученые попытались решить проблему иммунного отторжения.
Они сосредоточились на так называемом PD-L1, так называемом белке контрольной точки, который как известно,подавляет иммунный ответ организма.
При лечении рака иногда используются лекарства, чтобы блокировать PD-L1, усиливая иммунный ответ организма на раковые клетки.
Команда эффективно обратила этот процесс и побудила HILO экспрессировать белок, чтобы перехитрить иммунную систему.
«Обычно человеческие клетки, помещенные в мышь, уничтожаются в течение дня или двух», - сказал Эванс.
«Мы открыли способ создания иммунного щита, который делает человеческие клетки невидимыми для иммунной системы».
В то время как HILO, трансплантированные мышам без защиты PD-L1, постепенно прекращали функционировать, те, у которых индуцировали экспрессию белка, были экранированы и продолжали помогать диабетическим мышам регулировать уровень глюкозы в крови более 50 дней.
По словам Эванса, способность выращивать инсулин-продуцирующие клетки и защищать их от атак «приближает нас к потенциальной терапии для пациентов с диабетом 1 типа».
По данным Всемирной организации здравоохранения, к 2014 году около 422 миллионов человек во всем мире жили с диабетом и эта цифра включает диабет как типа 1, так и типа 2.
Трансплантация островков обычно рассматривается как лечение диабетиков 1-го типа, заболевание которых является результатом аутоиммунного ответа.
Эванс предупредил, что до исследования, проводимого уже десять лет, еще далеко до возможности лечения диабета у людей.
«Чтобы внедрить HILO в клинику, мы должны подтвердить, что они работают на других моделях животных, включая приматов, а также проводить более длительные исследования на мышах», - сказал он.
Он надеется, что изучение этой техники на людях станет возможным через два-пять лет.
«Это трудноизлечимое заболевание, и инсулин - не лекарство», - добавил он, отметив, что только в Соединенных Штатах 1,6 миллиона детей и подростков живут с диабетом 1 типа.
«Хорошая наука - это не просто открытие - она может обогатить мир и дать надежду тем, кто живет с болезнями».