Ο διαβήτης τύπου 1, ο οποίος προκύπτει όταν το πάγκρεας δεν δημιουργεί αρκετή ινσουλίνη για τον έλεγχο των επιπέδων γλυκόζης στο αίμα, είναι μια ασθένεια που δεν έχει επί του παρόντος θεραπεία και είναι δύσκολο να αντιμετωπιστεί από τους περισσότερους ασθενείς. Οι επιστήμονες στο Ινστιτούτο Salk αναπτύσσουν μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για τη θεραπεία του: Χρήση βλαστικών κυττάρων για τη δημιουργία κυττάρων που παράγουν ινσουλίνη (βήτα κύτταρα) που θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν μη λειτουργικά παγκρεατικά κύτταρα.

Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 7 Ιουνίου 2021, στο περιοδικό Nature Communications, οι ερευνητές ανέφεραν ότι έχουν αναπτύξει έναν νέο τρόπο δημιουργίας βήτα κυττάρων που είναι πολύ πιο αποτελεσματικό από τις προηγούμενες μεθόδους. Επιπλέον, όταν αυτά τα βήτα κύτταρα δοκιμάστηκαν σε μοντέλο ποντικού διαβήτη τύπου 1, το σάκχαρο στο αίμα των ζώων τέθηκε υπό έλεγχο εντός περίπου δύο εβδομάδων.

“Τα βλαστοκύτταρα είναι μια εξαιρετικά υποσχόμενη προσέγγιση για την ανάπτυξη πολλών κυτταρικών θεραπειών, συμπεριλαμβανομένων καλύτερων θεραπειών για τον διαβήτη τύπου 1”, λέει ο καθηγητής του Salk Juan Carlos Izpisua Belmonte, ανώτερος συγγραφέας της επιστημονικής εργασίας. “Αυτή η μέθοδος για την παραγωγή μεγάλου αριθμού ασφαλών και λειτουργικών βήτα κυττάρων είναι ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός”.

Μετατροπή πολυδύναμων βλαστικών κυττάρων σε βήτα κύτταρα

Στην τρέχουσα εργασία, οι ερευνητές ξεκίνησαν με ανθρώπινα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα (hPSCs). Αυτά τα κύτταρα, τα οποία μπορούν να προέρχονται από ενήλικους ιστούς (συνήθως το δέρμα), έχουν τη δυνατότητα να γίνουν οποιοδήποτε είδος κυττάρου που βρίσκεται στο ενήλικο σώμα. Χρησιμοποιώντας διάφορους αυξητικούς παράγοντες και χημικά, οι ερευνητές έκαναν τα hPSCs σε βήτα κύτταρα με ένα σταδιακό τρόπο που μιμούταν την παγκρεατική ανάπτυξη.

Η παραγωγή βήτα κυττάρων από hPSCs στο εργαστήριο δεν είναι νέα, αλλά στο παρελθόν οι αποδόσεις αυτών των πολύτιμων κυττάρων ήταν χαμηλές. Με τις υπάρχουσες μεθόδους, μόνο περίπου 10 έως 40% των κυττάρων γίνονται βήτα κύτταρα. Συγκριτικά, οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία νευρικών κυττάρων από hPSC έχουν αποδόσεις περίπου 80%. Ένα άλλο ζήτημα είναι ότι εάν παραμείνουν στο μείγμα αδιαφοροποίητα κύτταρα, θα μπορούσαν τελικά να μετατραπούν σε άλλο είδος κυττάρου που θα ήταν ανεπιθύμητο.

Σταδιακή δημιουργία βήτα κυττάρων

“Προκειμένου οι θεραπείες που βασίζονται σε βήτα κύτταρα να καταστούν τελικά μια βιώσιμη επιλογή για τους ασθενείς, είναι σημαντικό να διευκολύνεται η κατασκευή αυτών των κυττάρων”, λέει ο συνεργάτης συγγραφέας Haisong Liu, πρώην μέλος του εργαστηρίου Belmonte. “Πρέπει να βρούμε έναν τρόπο βελτιστοποίησης της διαδικασίας”.

Για την αντιμετώπιση του προβλήματος, οι ερευνητές υιοθέτηση μια σταδιακή προσέγγιση για να δημιουργήσουν βήτα κύτταρα. Προσδιόρισαν πολλές χημικές ουσίες που είναι σημαντικές για να προκαλέσουν hPSCs να γίνουν πιο εξειδικευμένα κύτταρα. Εντοπίστηκαν τελικά διάφορα κοκτέιλ χημικών που είχαν ως αποτέλεσμα αποδόσεις κυττάρων βήτα έως και 80%.

Εξέτασαν επίσης τους τρόπους με τους οποίους αυτά τα κύτταρα αναπτύσσονται στο εργαστήριο. “Κανονικά τα κύτταρα αναπτύσσονται σε μια επίπεδη πλάκα, αλλά τα αφήσαμε να αναπτυχθούν σε τρεις διαστάσεις”, επεσήμανε ο Ronghui Li, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο εργαστήριο Belmonte. Η ανάπτυξη των κυττάρων με αυτόν τον τρόπο δημιουργεί περισσότερο κοινόχρηστο εμβαδόν μεταξύ των κυττάρων και τους επιτρέπει να επηρεάζουν το ένα το άλλο, όπως θα συνέβαινε κατά τη διάρκεια της ανθρώπινης ανάπτυξης.

Μετά τη δημιουργία των κυττάρων, μεταμοσχεύθηκαν σε μοντέλο ποντικού διαβήτη τύπου 1. Τα ποντίκια μοντέλου είχαν ένα τροποποιημένο ανοσοποιητικό σύστημα που δεν θα απορρίπτει τα μεταμοσχευμένα ανθρώπινα κύτταρα. Μέσα σε δύο εβδομάδες αυτά τα ποντίκια είχαν μείωση του υψηλού επιπέδου σακχάρου στο αίμα τους σε φυσιολογικό εύρος, όπως διαπίστωσαν οι ερευνητές.

Με πληροφορίες από Medical Xpress