Изследвания от последните месеци разкриха, че е възможно да бъдат култивирани инсулин- произвеждащи бета-клетки, подобни на нормалните бета-клетки, от плурипотентни стволови клетки при лабораторни условия. Откритието е крачка напред към потенциална стволова терапия на диабета. Въпросът е доколко е вероятно подобни бета-клетки да бъдат намерени в човешкото тяло? Колко близо сме до тестването на подобна терапия върху диабетици? Какви са възможните странични ефекти? В този текст потърсихме отговорите на някои от тези въпроси.
Диабетът и неговите лечения в настоящето
При диабета от тип 1 инсулин-произвеждащите бета-клетки биват атакувани от имунната система, което довежда до доживотна зависимост от инсулиновите инжекции. Фактът, че трансплантацията на островни клетки подобрява състоянието на болните от диабет от тип 1, доказва, че концепцията за възстановяване и регулиране на нивата на глюкозата в организма чрез трансплантация на клетки е реалистична. Важен резултат в следствие на по-завишения контрол върху нивата на глюкозата в организма е това, че по този начин се предотвратяват тежки здравословни усложнения на по-късен етап. Липсата на донори на панкреасна тъкан довежда до опит да бъде намерена алтернатива под формата на стандартизирани източници на бета-клетки.
Използването на човешки плурипотентни клетки за създаването на бета-клетки
Човешките плурипотентни клетки, както ембрионалните, така и индуцираните, предоставят възможности отвъд разбирането ни за човешкото ембрионално развитие. Освен това те предлагат огромен ресурс от клетки, които могат да заместят мъртви или увредени тъкани в следствие различни травми или дегенеративни заболявания. Възможността им за самообновяване, както и способността им да се специализират като повечето от клетките в организма, включително и като инсулин-произвеждащи клетки, провокира редица лаборатории да развият методи за производство на глюкозно-благоприятстващи клетки.
Прогрес през последните месеци
Макар че има забележителен напредък през последните десетилетия, едва през последните месеци учените бяха в състояние да създадат инсулин-произвеждащи клетки, с еднакви функции с тези на нормалните човешки бета-клетки. В сравнение със синтезираните до тогава клетки, настоящите се характеризират като бета-клетки по следните признаци:
– Изразени транскрипционни фактори, известни като контрол на съзряване на бета-клетките.
– Отделянето на инсулин индуциран с глюкоза.
– Възстановяването на нормалните нива на кръвната захар след трансплантацията на подобни клетки при мишки с диабет.
Налични клинични тестове към момента
Възстановяването на нормалните нива на захарта в кръвта на мишки с диабет е постигнато чрез трансплантация на панкреатични прогенераторни клетки. Тези клетки са синтезирани от индуцирани плурипотентни клетки, които могат да се специализират като панкреасни и бета-клетки. На база на този опит в момента се провеждат клинични тестове, където подобни прогенератори са поставени в устройство, което спира имунните клетки от евентуална атака.
Възможно ли е наскоро откритите предполагаеми бета-клетки да са идентични на панкреасните клетки?
Отговорът се крие в сравнението на култивираните при лабораторни изследвания човешки бета-клетки, добити от дарена панкреасна тъкан. Качеството на дарената панкреасна тъкан значително варира, затруднявайки възможността да бъде сравнена по зрялост и функции. Наскоро първият подробен и ясен анализ показа как някои функции на култивираните бета-клетки се различават от тези на зрелите бета-клетки. Така например, при култивираните бета клетки не се получава същото внезапно редуциране на инсулина, което се наблюдава при зрелите бета-клетки, когато нивата на глюкозата паднат. Наблюдаваната разлика може да се обясни с това, че тези клетки са налични в организма от много по-ранен етап на неговото развитие. В следствие на този факт е ясно, че е необходимо по-добро разбиране на култивираните бета-клетки, за да бъдат те ефективно приложени при стволовите терапии. Ако тези клетки имат нужда от време за съзряване, след като бъдат трансплантирани, необходимо е да се знае за какъв период става въпрос.
Как могат да бъдат подобрени и доразвити бета-клетките, добити от индуцирани плурипотентни клетки?
Докладваните през последните месеци методи за култивиране на бета-клетки при лабораторни условия, показват, че е необходим протокол от около седем етапа, където се разглеждат приблизително около дванайсет различни комбинации от фактори на растежа при малките молекули в продължение на 6 седмици. Факторите на растежа, както и малките молекули контролират сигналите, които движат клетките в различни посоки, за да бъдат произведени зрели клетки или прогенераторни стволови клетки. Фактически откриването на клетките, които специализират като панкреасни и ендодермални клетки дава началото на лабораторното добиване на бета-клетки. При добиването на бета-клетки на този етап се използват различни фактори на растежа и различни видове клетки, в следствие на което някои остават фундаментални въпроси, като например:
– Кои фактори влияят на кои клетки?
– Как целените клетки реагират на различните фактори?
– Доколко различните фактори на растежа провокират клетките да създадат свои собствени фактори? И ако има такива нови фактори доколко те могат да бъдат овладени, така че да не предизвикват нежелани реакции при клетките?
