Фетальная ткань играет ключевую роль в формировании инсулин-продуцирующих клеток
Мезенхима — загадочная мягкая ткань, присутствующая у плода на ранних стадиях развития в утробе, играет ключевую роль в формировании зрелых бета-клеток, единственного источника инсулина в организме. Это открытие, сделанное учеными из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF) и Техасского университета A&M, может привести к новым способам лечения диабета 1-го и 2-го типа.
Как сообщается в журнале PLoS Biology, на поздних стадиях развития у мышей эта фетальная ткань (мезенхима) секретирует химические вещества. Эти вещества позволяют инсулин-продуцирующим бета-клеткам созревать и увеличиваться в количестве. Исследователи обнаружили, что удаление этой ткани мезенхимы приводит к тому, что у мышей не формируется полный набор бета-клеток.
Эта работа дает исследователям инструмент для научной работы и поиска лекарств. Определив химические вещества, которые секретирует эта ткань, ученые смогут создавать новые бета-клетки в организме или в пробирке — что пока недостижимо для медицинской науки.
«Если мы сможем идентифицировать все эти химические факторы, появится возможность генерировать полностью функциональные бета-клетки из популяций стволовых клеток. Кроме того, такие молекулы могут позволить нам увеличить количество бета-клеток у людей с диабетом 2-го типа, у которых нарушена выработка инсулина», — сказал Маттиас Хеброк, PhD, директор Центра диабета UCSF.
Лабораторные бета-клетки стали бы благом и для людей с диабетом 1-го типа, поскольку единственное клеточное лечение предполагает инфузии ткани, содержащей эти клетки, полученной от умерших доноров — ткань, запасы которой ограничены.
НОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОДЧЕРКИВАЕТ РОЛЬ МЕЗЕНХИМЫ
В последние десятилетия большая часть работ в этой области была сосредоточена на эпителии поджелудочной железы. Однако в последние годы Хеброк и другие обратили внимание на мезенхиму — желеобразную массу клеток в эмбрионе, которая окружает развивающуюся поджелудочную железу и в конечном итоге формирует большую часть соединительной ткани тела.
Роль мезенхимы в диабете оставалась загадкой, во многом из-за сложности её изучения. Тем не менее, ученые уже несколько лет знали, что мезенхима обеспечивает химические сигналы, управляющие ранним развитием поджелудочной железы.
Желая узнать конкретную роль мезенхимы на каждой стадии развития млекопитающих, Хеброк и его коллеги нашли способ манипулировать ею, заставляя её исчезать на различных стадиях у мышей с помощью токсина, специфично нацеленного на её клетки. Это позволило им сделать «снимки» роли мезенхимы в развитии.
Неожиданно они обнаружили, что она оказывает глубокое влияние на поджелудочную железу и её зрелые бета-клетки даже на поздних стадиях развития. Устранение мезенхимы на этих поздних стадиях приводило к тому, что мыши теряли полное количество бета-клеток.
«Теперь мы знаем, что мезенхима необходима для увеличения количества клеток поджелудочной железы, включая бета-клетки», — сказал Хеброк.
Разработав эту систему, исследователи теперь могут начать поиск молекул, которые мезенхима производит на разных стадиях. Их затем можно будет использовать для создания функциональных бета-клеток в лаборатории, а также для поиска способов поддержания жизни зрелых бета-клеток у взрослых.