Инсулин продуцирующие клетки россия

Инсулин-продуцирующие клетки "выращивают" в лабораторных условиях из стволовых клеток разного типа и используют для замещения клеток поджелудочной железы, пораженных при диабете.

"Фактически мы уже сейчас находимся в периоде, когда мы можем формировать эквиваленты органов и систем органов человека из аутологичных клеток… Мы создали уже аутологичную уретру, мы создали элементы хрящевой ткани… У нас есть методы по созданию синтетической кожи, причем многослойной кожи, как у реального живого человека… Безусловно, прорывом является создание инсулин-продуцирующих клеток, которые при внедрении в кровь человеку с сахарным диабетом второго типа фактически являются заместительной терапией", — сказала Скворцова.

Хотя со времен Древнего Египта терапия лечения сахарного диабета 1 типа и прошла ряд серьезных улучшений, она по‑прежнему сводится к регулярным уколам инсулина, на которые обречены тысячи диабетиков по всему миру. Однако недавно исследователи совершили прорыв, который однажды может избавить мир от болезненной рутины: они превратили стволовые клетки в функциональные бета-клетки, которые сами умеют производить инсулин!

«Мы в самом деле смогли создать инсулин-продуцирующие клетки, которые выглядят и действуют как бета-клетки поджелудочной железы», уверяет один из авторов проекта, микрофизиолог Матиас Хеброк из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF).

Напомним, что диабет 1 типа возникает из-за потери организма способности самостоятельно вырабатывать инсулин. Это, в свою очередь, является следствием разрушения иммунитета клеток поджелудочной, а потому больным приходится регулярно делать всю «работу» за них и вручную вводить себе требуемый гормон. В целом, они могут вести полноценную жизнь, однако у них наблюдается повышенный риск развития почечной недостаточности, болезней сердца, инсульта и ряда других патологий. Да, иногда терапию инсулина заменяют имплантацией новых бета-клеток — но это редкий ресурс, для которого необходимы доноры.

Чтобы решить проблему, исследователи уже давно работали над тем, чтобы превратить стволовые клетки в полноценные бета-клетки поджелудочной, однако задача была не из легких. «Клетки, которые создавали мы и другие исследователи, оставались незрелыми — а потому не могли правильно реагировать на глюкозу в крови и не вырабатывали инсулин», поясняет Хербок.

Решение пришло во время того, как ученые решили имплантировать стволовые клетки прямо в поджелудочную железу. В результате этого процесса стволовые клетки не слились с родными тканями, но образовали своего рода выпячивания — «островки» поджелудочной. Команда исследовала их в чашке Петри, искусственно увеличивая число подобных кластеров. В результате, клетки поджелудочной созревали и функционировали точно так же, как обычные инсулин-продуцирующие!

Когда в целях испытания эти клетки пересадили мышам, то результаты превзошли все ожидания: всего за несколько дней искусственная стволовая культура включилась в метаболические процессы и начала вырабатывать инсулин в ответ на изменение уровня сахара в крови. Впрочем, говорить об универсальной терапии пока рано: исследование продолжается до сих пор, и ученые опасаются, что если пересадить культуру диабетику, то его иммунная система попросту уничтожит их. Таким образом, чтобы жить без диабета, пациентам придется всю жизнь принимать лекарства, подавляющие иммунитет.

Кластеры бета-клеток поджелудочной железы, полученные из плюрипотентных стволовых клеток человека в чашке Петри.

Учёные пересадили полученные островки в организм здоровых мышей.

Впервые о диабете первого типа (СД1) заговорили ещё в Древнем Египте, и с тех пор медики немало преуспели в лечении этого опасного заболевания. Тем не менее частые инъекции инсулина по-прежнему являются повседневной частью жизни многих людей, страдающих этим недугом. Возможно, в скором времени такие процедуры могут остаться в прошлом.

Недавно исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско превратили стволовые клетки человека в функциональные клетки, продуцирующие инсулин (также известные как бета-клетки).

Напомним, что по сравнению с диабетом второго типа СД1 является более тяжёлой формой болезни, и до появления инъекций инсулина она была смертельной.

Сахарный диабет первого типа характеризуется абсолютной недостаточностью инсулина: поджелудочная железа его просто не вырабатывает. Иммунная система организма начинает "воевать против себя" и атакует бета-клетки, производящие этот гормон, поэтому СД1 является аутоиммунным заболеванием.

Первый тип обычно диагностируется в детстве (впрочем, недавно оказалось, что в данном случае речь часто идёт об ошибке).

Пациентам с диабетом первого типа требуются ежедневные инъекции инсулина. Несмотря на то, что это довольно хорошее лечение, саму систему сложно назвать идеальной.

В целом пациенты с подобным состоянием могут жить вполне нормальной жизнью, но при этом у них есть повышенный риск развития почечной недостаточности, болезней сердца и инсульта.

На сегодняшний день существуют альтернативные методы лечения диабета первого типа: введение новых бета-клеток или замена поджелудочной железы на новую. Впрочем, оба варианта имеют свои минусы, поскольку речь идёт о донорских органах.

Чтобы решить проблему нехватки доноров, исследователи в течение последних нескольких лет пытались заставить стволовые клетки преобразовываться в полностью функциональные бета-клетки поджелудочной железы. Однако они столкнулись с рядом проблем.

"Клетки, которые мы и другие [исследователи] создавали, оставались на неразвитой стадии, когда они не могли в достаточной мере реагировать на уровень глюкозы в крови и выделять инсулин должным образом. Это стало основной проблемой", – говорит один из членов команды микрофизиолог Матиас Хеброк (Matthias Hebrok) из Калифорнийского университета в Сан-Франциско.

Дальнейшие исследования помогли решить проблемы: команда изучила то, как эти клетки развиваются в поджелудочной железе. Они отделаются от остальной поджелудочной железы и уплотняются в выступы под названием островы Лангерганса.

Команда исследовала этот процесс в чашке Петри, искусственно отделяя стволовые клетки поджелудочной железы, чтобы реорганизовать их в островковые кластеры, которые они естественным образом формируют в организме.

Такая работа позволила стволовым клеткам поджелудочной железы созревать и функционировать так же, как обычные клетки, вырабатывающие инсулин.

Более того, учёные пересадили полученные "островки" в организм здоровых мышей. Оказалось, что клетки вырабатывали инсулин в ответ на изменение уровеня сахара в крови в течение нескольких дней.

"Теперь мы можем создавать клетки, продуцирующие инсулин, которые выглядят и действуют так же, как бета-клетки поджелудочной железы, которые присутствуют у нас с вами", – объясняет Хеброк.

По его мнению, это важный шаг на пути к созданию клеток, которые можно было бы пересадить пациентам с диабетом.

Конечно, как и в случае с любыми исследованиями на мышах, медики пока не могут сказать, как их методика скажется на организме человека. Специалистам предстоит проделать ещё немало работы, прежде чем будет разработало эффективное лечение.

Тем не менее они считают, что сделали огромный шаг вперёд, и в настоящее время работают над решением различных проблем.

Например, команда хочет понять, можно ли использовать методику редактирования генома CRISPR для изменения стволовых клеток таким образом, чтобы те оставались незамеченным для сверхактивной иммунной системы.

Научная статья по итогам работы представлена в издании Nature Cell Biology.