Эффективное лечение диабета станет возможным благодаря стволовым клеткам.
28 мая 2020
β-клетки (бета-клетки) поджелудочной железы, которые располагаются в островках Лангерганса, единственные клетки в организме человека, которые способны производить инсулин, снижающий уровень глюкозы крови. Нарушение регуляции или потеря β-клеток приводит к развитию диабета. В последние 20 лет трансплантация островков считалась перспективным подходом клеточной терапии для лечения больных диабетом. Однако, существенным недостатком такого подхода является дефицит доноров трупной трансплантации.
У взрослых людей клетки островков Лангерганса ограничены в своей пролиферативной активности. Поэтому остается неясным, существуют ли в островках взрослого организма стволовые и прогениторные клетки, которые способствовали бы поддержанию пула β-клеток во время гомеостаза и регенерации. До сих пор было сложно создать функциональные β-клетки в условиях in vitro.
В недавнем исследовании, опубликованном в рейтинговом журнале Cell, исследовательская группа под руководством доктора ZENG Yi из Центра совершенства в области молекулярно-клеточной науки Шанхайского института биохимии и клеточной биологии Китайской академии наук, идентифицировала стволовые / прогениторные клетки островков поджелудочной железы у взрослых мышей и разработала in vitro систему длительного культивирования этих клеток для создания на их основе органоидов функциональных островков.
С помощью технологии секвенирования РНК отдельных клеток, ученые идентифицировали новую популяцию клеток в островках поджелудочной железы, для которых была характерна экспрессия поверхностного рецептора к протеину С (Procr-клетки). Эксперименты с in vivo отслеживания генетических линий подтвердили принадлежность этих клеток к стволовым и прогениторным.
Кроме того, исследователи в условиях in vitro культивировали Procr + -стволовые и прогениторные клетки и создали in vitro систему, которая может длительное время поддерживать функциональное состояние органоидов островков.
Эти органоиды островков похожи как по клеточному составу, так и по молекулярным характеристикам с клетками островков мышей. Полученные органоиды островков способны реагировать на изменение уровня глюкозы и секретировать инсулин. Их можно длительное время культивировать в условиях in vitro, поддерживая их в экспоненциальной фазе роста. А когда такие органоиды островков пересадили мышам с диабетом, они смогли в условиях in vivo восстанавливать функцию поджелудочной железы.
Итак, в результате проведенного исследования, идентифицировано новую популяцию стволовых и прогениторных клеток в островках поджелудочной железы взрослой мыши и разработан in vitro подход для индукции и длительного культивирования островкоподобных органоидов. Теперь нужно исследовать, существует ли подобная популяция прогениторных клеток в поджелудочной железе человека. Ведь выращивание таких островков в лабораторных условиях сможет решить проблему с поиском донора. Поэтому результаты исследования - еще один шаг на пути к созданию новых подходов к лечению сахарного диабета благодаря стволовым клеткам.