Naukowcy przekształcili ludzkie komórki żołądka w komórki wytwarzające insulinę. To odkrycie może otworzyć nową erę w leczeniu i potencjalnym wyleczeniu cukrzycy typu 1.
Cukrzyca typu 1 dotyczy ponad 8,5 mln osób na całym świecie. To choroba autoimmunologiczna, w której układ odpornościowy niszczy komórki beta, najliczniejsze komórki endokrynne tworzące miąższ wysepek Langerhansa w trzustcem odpowiedzialne za produkcję insuliny. Gdy brakuje insuliny, cukier gromadzi się w organizmie, uszkadzając z czasem nerki, oczy, naczynia krwionośne i serce. Medycyna pozwala pacjentom żyć z chorobą, ale nie ją wyleczyć. Chorzy muszą codziennie monitorować poziom glukozy i przyjmować insulinę w zastrzykach lub za pomocą pomp insulinowych. Nawet przy najbardziej zaawansowanych systemach zamkniętej pętli, ryzyko wahań glikemii i powikłań jest wysokie.
Od lat naukowcy poszukują sposobu, by zastąpić utracone komórki beta – albo poprzez przeszczep wysp trzustkowych od dawców, albo przez wytworzenie nowych komórek w laboratorium. Najnowsze badanie, opublikowane w Stem Cell Reports, wskazuje, że być może wystarczy sięgnąć do… żołądka.
Komórki żołądka produkują insulinę, ale trzeba im pomóc
Zespół prof. Xiaofenga Huanga z Weill Cornell Medicine (USA) i prof. Qing Xia z Pekińskiego Uniwersytetu (Chiny) wykorzystał wcześniejsze odkrycie, że komórki żołądka myszy można przeprogramować w komórki beta trzustki przy użyciu inżynierii genetycznej. W nowym badaniu sprawdzili, czy taki sam efekt można uzyskać z ludzkich komórek żołądkowych i czy da się tego dokonać wewnątrz żywego organizmu.
Badacze rozpoczęli od stworzenia organoidów żołądka – miniaturowych struktur hodowanych z ludzkich komórek, które zachowują cechy funkcjonalne prawdziwej tkanki. Organoidy te poddano modyfikacji genetycznej: wprowadzono do nich specjalny „genetyczny przełącznik”, po aktywacji którego zachodzi proces przemiany w komórki beta.
Organoidy przeszczepiono myszom w okolicę jamy brzusznej. Tam utrzymywały się przy życiu i dojrzewały nawet przez sześć miesięcy, tworząc połączenia z otaczającymi tkankami i naczyniami krwionośnymi. Gdy naukowcy aktywowali przełącznik, komórki żołądka zaczęły produkować insulinę, wykazując profile genowe i białkowe charakterystyczne dla ludzkich komórek beta trzustki.
Insulina z żołądka naprawdę działa
Najważniejszym etapem eksperymentu było sprawdzenie, czy te „nowe” komórki rzeczywiście działają. Gdy przeszczepione organoidy wytwarzające insulinę umieszczono w organizmach myszy z cukrzycą, badacze zaobserwowali wyraźne obniżenie poziomu glukozy we krwi. Oznacza to, że wydzielana insulina była w pełni funkcjonalna i skutecznie kompensowała niedobór naturalnego hormonu.
Wytworzone w ten sposób komórki nie tylko wydzielały insulinę, ale też reagowały na zmiany stężenia glukozy – czyli funkcjonowały w sposób zbliżony do naturalnych komórek trzustki. To element, który odróżnia takie podejście od sztucznych pomp czy prostych implantów hormonalnych.
Na pozór może się wydawać zaskakujące, że naukowcy wybrali żołądek jako źródło komórek do produkcji insuliny, ale ma to naukowy sens. To dlatego, że tkanka żołądka i trzustki mają wspólne pochodzenie embrionalne – obie wywodzą się z endodermy (tego samego listka zarodkowego). Oznacza to, że ich komórki są do siebie genetycznie podobne i łatwo można je „przestawić” do konkretnych funkcji hormonalnych.
Komórki żołądka mają też dodatkową zaletę – można je łatwo pobrać endoskopowo od pacjenta, bez konieczności inwazyjnych operacji. Można sobie zatem wyobrazić idealną platformę do przeszczepów autologicznych, które nie są obarczone ryzykiem odrzutu i nie trzeba ich tłumić lekami imnunosupresyjnymi.
Dowód koncepcji, ale potrzebne dodatkowe badania
Wyniki badań są obiecujące, ale to dopiero dowód koncepcji (proof of concept), więc do zastosowań klinicznych droga daleka. Konieczne jest potwierdzenie bezpieczeństwa, trwałości i skuteczności terapii w dłuższej perspektywie czasowej. Trzeba upewnić się, że komórki nie ulegają nowotworzeniu, nie tracą zdolności do regulowanej produkcji insuliny i są odporne na ponowny atak układu odpornościowego, co ma znaczenie szczególnie w przypadku cukrzycy typu 1. Badacze zwracają też uwagę na potrzebę optymalizacji „genetycznego przełącznika” – nie ujawniono, czym dokładnie on jest i w jaki sposób uruchomić go z zewnątrz.
Źródło: cowzdrowiu.pl
