Ученые нашли более эффективное лечение диабета 1 типа

Исследователи диабета из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе обнаружили по крайней мере одну причину, по которой секретирующие инсулин клетки, полученные в лаборатории из стволовых клеток, не работают так же хорошо, как натуральные клетки. Открытие может помочь ускорить прогресс в создании секретирующих инсулин клеток, называемых островковыми бета-клетками, более эффективными при лечении инсулинозависимого диабета 1 типа.

С тех пор, как ученые впервые обнаружили, что они могут брать образцы клеток кожи или жировых клеток у людей, преобразовывать эти клетки в стволовые клетки, а затем направлять стволовые клетки в бета-клетки, секретирующие инсулин, исследователи пытались отточить этот процесс. Исследователи говорят, что новые результаты могут помочь проложить путь к производству более эффективных и действенных бета-клеток для лечения людей с инсулинозависимым диабетом.

Мы узнали несколько вещей, которые могут иметь немедленный терапевтический потенциал для людей с диабетом. Наши результаты показывают, что современные методы получения бета-клеток, полученных из стволовых клеток, могут быть не такими полезными, как нам хотелось бы, при лечении диабета,

сказал старший исследователь Джеффри Р. Миллман, адъюнкт-профессор медицины и биомедицинской инженерии. 

В этом исследовании группа ученых использовала сложную технологию секвенирования отдельных клеток, чтобы выяснить, почему некоторые бета-клетки, полученные из стволовых клеток, оказываются менее зрелыми и менее эффективными в производстве инсулина, чем их натуральные аналоги.

Используя метод, называемый мультиомным секвенированием отдельных клеток, исследователи сравнили бета-клетки, полученные из стволовых клеток, с естественными бета-клетками и обнаружили, что клетки, полученные из стволовых клеток, часто не производят столько инсулина в ответ на глюкозу. Кроме того, иногда генетические профили клеток были ближе к другим типам клеток, обнаруженным в кишечнике, таким как клетки печени или клетки кишечника.

Используя машинное обучение и вычислительные методы для изучения огромного набора данных ДНК отдельных бета-клеток, команда Миллмана выяснила, что одна из причин, по которой бета-клетки, полученные из стволовых клеток, имеют тенденцию быть незрелыми, связана с нарушениями в веществе, называемом хроматином в клетках. Хроматин помогает «открывать» и «закрывать» различные гены в бета-клетках. Исследователи предпочли бы, например, чтобы хроматин в клетках сохранял гены, секретирующие инсулин, более открытыми и активными, в то же время закрывая гены, которые заставляют клетки вести себя больше как клетки печени, расщепляя жир, а не секретируя инсулин.

Узнав о различиях хроматина между естественными бета-клетками и бета-клетками, полученными из стволовых клеток, мы полагаем, что можно будет регулировать хроматин, чтобы улучшить качество бета-клеток, полученных из стволовых клеток, а также количество клеток, которые мы можем продукции,

сказал Миллман.

Он пояснил, что каждый год около 60 000 человек в Соединенных Штатах диагностируют инсулинозависимый диабет 1 типа. По оценкам экспертов, для лечения диабета у такого количества людей потребуется около 60 триллионов функционирующих бета-клеток. Но если ученые смогут сделать клетки более эффективными, возможно, число сократится вдвое..

В другом исследовании команда Миллмана имплантировала бета-клетки, полученные из стволовых клеток, мышам и обнаружила, что через шесть месяцев многие недостатки, которые они выявили в таких клетках, были исправлены простым помещением клеток в естественную среду, а не в чашку для культивирования. в лаборатории, предполагая, что проблемы, связанные с хроматином в бета-клетках, полученных из стволовых клеток, можно решить.