Tyypin 1 diabetes: lähestymässä hoitoa, joka tuottaa uusia insuliinisoluja
Viimeaikaiset tutkimukset ovat mullistaneet uutta pyrkimystä tyypin 1 diabeteksen hoitoon, joka tuottaa insuliinia tuottavia soluja.
Tutkijat Kööpenhaminan yliopistosta Tanskasta ja Helmholtz Zentrum Münchenistä Neuherbergistä, Saksasta, ovat kartoittaneet signaalit, jotka määrittävät haiman esisolujen kohtalon.
Näistä kypsymättömistä soluista voi kehittyä joko insuliinia tuottavia saarekesoluja tai muun tyyppisiä soluja.
Päiväkirja Luonto sisältää paperin havainnoista.
Tämä tutkimus paljastaa, että haiman esisolut hyppäävät ympäriinsä ja että niiden välittömällä ympäristöllä tai solunulkoisella matriisilla on vahva rooli kohtalonsa päättämisessä.
"Olemme nyt pystyneet", sanoo professori Henrik Semb, vanhempi kirjailija ja Helmholtz Zentrum Münchenin translatiivisen kantasolututkimuksen instituutin johtaja, "kartoittaa signaalin, joka määrittää, muuttuvatko haiman esisolut endokriinisiksi, kuten insuliini- tuottavat beetasoluja tai kanavasoluja. "
Tyypin 1 diabetes ja saarekesolut
Insuliini on hormoni, joka auttaa soluja imemään glukoosia ja käyttää sitä energian tuottamiseen.
Diabetes kehittyy, kun kehon verensokeritaso on liian korkea. Tämä voi tapahtua joko siksi, että insuliinia ei ole tarpeeksi (tyypin 1 diabetes) tai koska solut eivät pysty käyttämään sitä oikein (tyypin 2 diabetes).
Disease Control and Prevention Centerin (CDC) luvut vuodelta 2015 viittaavat siihen, että Yhdysvalloissa noin 30,3 miljoonalla ihmisellä oli diabetes samana vuonna. Noin 5 prosentilla heistä on tyypin 1 diabetes, joka vaatii päivittäistä insuliinihoitoa.
Tyypin 1 diabetes kehittyy, kun immuunijärjestelmä tuhoaa haiman insuliinia tuottavia soluja.
Nämä solut ovat olemassa klustereissa, joita kutsutaan Langerhansin saarekkeiksi, jotka sisältävät useita solutyyppejä, jotka tuottavat hormoneja. Insuliinia tuottavia kutsutaan beetasoluiksi.
Äskettäin tehty tutkimus keskittyi esisoluihin. Nämä kypsymättömät solut ovat kantasolujen "varhaisia jälkeläisiä".
Kantasolujen tapaan esisolut voivat tulla yhdeksi tai useammaksi soluksi. Toisin kuin kantasolut, ne eivät kuitenkaan voi jakautua ja lisääntyä loputtomiin. Myös esisolut voivat kypsyä rajoitetummaksi solutyypiksi kuin kantasolut.
Esisolut ovat ”jatkuvasti” liikkeellä
Progenitorisoluja on vaikea tutkia, koska ne eivät istu paikallaan. "He liikkuvat jatkuvasti kehittyvän haiman sisällä, mikä johtaa usein ympäristömuutoksiin", toteaa professori Semb.
Hän vertaa soluja koneessa pomppiviin flipperipalloihin - niiden "lopullinen pistemäärä perustuu pin-kohtaamisten summaan".
Tutkiakseen kuinka kukin esi-isä reagoi ympäristöönsä ilman muiden solujen häirintää, hän ja hänen kollegansa ottivat ihmisen kantasoluista kehitettyjä esiasteita ja kylvivät ne lasilasille, jotka sisälsivät matriisiproteiinien mikrokuvioita.
Professori Semb sanoo, että tutkijat olivat hyvin yllättyneitä löydöstään.
He havaitsivat, että erilaiset vuorovaikutukset solunulkoisen matriisin komponenttien kanssa muuttivat "mekaanisen voiman tilaa progenitorissa".
"Nämä voimat johtuvat solun ulkopuolisen solunulkoisen matriisin ja solun sisällä olevan aktiinin sytoskeletin välisestä vuorovaikutuksesta", hän lisää.
Hormonaalinen tai kanavasolu?
Lisäkokeiden avulla ryhmä havaitsi, että altistuminen solunulkoisen matriisin erilaisille proteiineille ohjasi esivanhempia kohtaloonsa eri tavoin.
Mukana olevista voimista riippuen progenitorisoluista tuli joko kanavasoluja tai hormoneja tuottavia (endokriinisiä) saarekesoluja.
"Kokeet osoittavat, että altistuminen solunulkoiselle matriisilamiinille ohjaa esisoluja kohti hormonaalista kohtaloa vähentämällä solujen sisäisiä mekaanisia voimia", prof. Semb selittää.
"Päinvastoin, altistus fibronektiinille johtaa kanavan kohtaloon lisääntyneiden mekaanisten voimien vuoksi", hän lisää.
"Löytömme murtaa uuden maan, koska se selittää kuinka monipotentit esisolut kypsyvät eri solutyypeiksi elinten muodostumisen aikana."
Professori Henrik Semb
Ryhmän havaintojen pitäisi auttaa saamaan tietoa sellaisten hoitojen kehittämisestä, jotka tekevät insuliinia tuottavia soluja kantasoluista.
"Voimme nyt korvata huomattavan määrän empiirisesti johdettuja aineita, joiden toimintatapa nykyisissä huipputason erilaistumisprotokollissa on suurelta osin tuntematon, pienillä molekyylien estäjillä, jotka kohdistuvat vasta tunnistetun mekanosignalointireitin spesifisiin komponentteihin", prof. Semb kommentteja.
Hän lisää, että tutkimus on tarjonnut myös joukon tarkkoja suunnittelutyökaluja, joista voi olla hyötyä solujen korvaushoitojen kehittämisessä paitsi tyypin 1 diabeteksen lisäksi myös muissa vakavissa olosuhteissa, kuten neurodegeneratiivisissa sairauksissa.
Helmholtz Zentrum Münchenin videossa professori Semb tiivistää tutkimuksen ja selittää solunulkoisen matriisin vaikuttavan roolin kypsymättömien haimasolujen kohtalon määrittämisessä.
