Inzulintermelő sejteket állítottak elő laboratóriumban

Az 1-es típusú diabétesz gyógymódjának kifejlesztése régóta a regeneratív orvoslás egyik fő célkitűzése, de a kutatóknak eddig nem sikerült laboratóriumi körülmények között olyan sejteket létrehozniuk, amelyek ugyanúgy képesek működni, mint egy egészséges felnőtt sejtjei.

„Képesek vagyunk olyan inzulintermelő sejteket létrehozni, amelyek úgy működnek, mint a hasnyálmirigy béta-sejtjei. Ez egy kritikus fontosságú lépés a transzplantálható sejtek előállításában, ami a diabéteszes betegek számára egy teljesen új terápiás lehetőséget alapozhat meg” – foglalta össze a felfedezés lényegét a kutatócsoport vezetője, az UCSF Diabétesz Központ vezetője.

Az 1-es típusú diabéteszben szenvedő betegeknek életveszélyes szövődményekkel kell szembenézniük, a gyógyulásra esélyt adó hasnyálmirigy-transzplantációra pedig csak rendkívül ritkán van lehetőség: az Egyesült Államokban 1,5 millió beteg közül évente körülbelül 1000 esetben tudják elvégezni a beavatkozást, ami ráadásul kockázatos is, mivel a recipiensnek egész életében immunszuppresszáns szereket kell szednie, és a transzplantátumok sok esetben ki is lökődnek különböző okok miatt. Jelenleg klinikai vizsgálatokban zajlik azoknak a műtéteknek az értékelése, amelyekben csak a szigetsejteket ültetik át, d ehhez is szükség van elhunyt donorok szerveire.

A kutatócsoport ezért tűzte ki célul, hogy őssejtekből egészséges és működőképes béta-sejteket hozzanak létre laboratóriumi körülmények között, amelyeket beültethetnek a betegekbe, és így kiküszöbölhető a teljes hasnyálmirigy- vagy a részleges szigetsejt transzplantáció. Többéves kutatás is sikertelen maradt, mivel a kutatók nem tudták az őssejteket teljesen érett béta-sejtekké transzformálni.

„Azok a sejtek, amelyeket mi vagy más kutatók létrehoztak, megálltak egy éretlen fejlődési állapotban, amelyben nem tudtak megfelelően reagálni a szérum glükózszintre és nem voltak képesek megfelelő inzulintermelésre. Ez az akadály lényegében meggátolta, hogy tovább tudjunk lépni.”

Az új kutatás során Dr. Hebrok és munkatársai felismerték, hogy a béta-sejtek teljes érettségének eléréséhez egy apró részlet szolgáltatja a megoldást: az a folyamat, amely során a béta-sejtek elválnak a hasnyálmirigy többi sejtjétől és létrehozzák a Langerhans-szigetsejtek csoportjait.

„A biológia egyik fő alapelve, hogy egy specifikus működés alapja mindig egy adott felépítés, ebből kiindulva úgy gondoltuk, hogy a szigetek kialakulása fontos lépés a béta-sejtek megfelelő érettségi fokának elérésében.”

Amikor a kutatók laboratóriumi körülmények között reprodukálták ezt a folyamatot, az által, hogy a részlegesen differenciálódott hasnyálmirigy őssejteket mesterségesen elkülönítették és szigetszerű csoportokat képeztek belőlük, a sejtek fejlődése hirtelen új szintre lépett: nem csak a béta-sejtek kezdtek el reagálni a vércukorszintre (hasonlóan az érett, inzulintermelő sejtekhez), hanem a sziget teljes környezete – beleértve a kevésbé ismert működésű alfa- és delta-sejteket – olyan módon fejlődött, amire korábban laboratóriumi körülmények között nem volt példa.

A kutatók ezt követően egészséges egerekbe ültették be ezeket a szigetsejt mintákat, és azt találták, hogy néhány napon belül teljesen működőképesek voltak: a vércukorszintre reagálva inzulint termeltek, hasonlóan, mint a kísérleti állatok saját szövetei.

„A jelenlegi kezelési lehetőségek csak tünetiek – mondta Dr. Nair. A mi eredményeink alapján számos új lehetőség nyílik meg, amelyek a diabétesz gyógyításában forradalmi áttörést hozhatnak.”

Forrás: Gopika G. Nair et al. Recapitulating endocrine cell clustering in culture promotes maturation of human stem-cell-derived β cells, Nature Cell Biology (2019). DOI: 10.1038/s41556-018-0271-4

Fordította: Dr. Kaló Anna