Диабет у мышей вылечен с помощью стратегии на основе человеческих стволовых клеток
Исследователи превратили человеческие стволовые клетки в инсулин-продуцирующие клетки и показали на мышах, что после пересадки таких клеток уровень сахара в крови контролируется, а диабет функционально излечивается на срок до девяти месяцев.
Результаты работы ученых из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе опубликованы 24 февраля в журнале Nature Biotechnology.
«У этих мышей был очень тяжелый диабет с уровнем сахара в крови более 500 миллиграммов на децилитр — уровни, которые могут быть смертельными для человека. После введения инсулин-секретирующих клеток в течение двух недель уровень глюкозы в крови у мышей вернулся к норме и оставался таким в течение многих месяцев», — сообщил руководитель исследования Джеффри Р. Миллман, доктор философии.
Несколько лет назад та же группа открыла, как превращать человеческие стволовые клетки в панкреатические бета-клетки, вырабатывающие инсулин. Однако предыдущий подход имел ограничения и не позволял эффективно контролировать диабет у мышей.
Новая разработанная методика позволяет более эффективно конвертировать стволовые клетки человека в инсулин-продуцирующие клетки, которые лучше контролируют уровень сахара в крови.
Проблема нецелевых клеток
«Распространенная проблема при попытке превратить стволовую клетку человека в бета-клетку, нейрон или клетку сердца — это одновременное производство других, нежелательных типов клеток», — пояснил Миллман. В случае с бета-клетками это могли быть другие типы клеток поджелудочной железы или печени.
«Чем больше нецелевых клеток вы получаете, тем меньше у вас терапевтически релевантных клеток. Чтобы вылечить человека от диабета, нужно около миллиарда бета-клеток. Но если четверть созданных вами клеток — это клетки печени или другие клетки поджелудочной железы, то вместо миллиарда понадобится 1,25 миллиарда. Это делает излечение болезни на 25% более трудным».
Новый подход через цитоскелет
Новая методика нацелена на внутренний каркас клетки — цитоскелет, который придает клетке форму и позволяет ей взаимодействовать с окружающей средой, преобразуя физические сигналы в биохимические.
«Это совершенно другой подход. Ранее мы идентифицировали различные белки и факторы и добавляли их к клеткам, чтобы посмотреть, что произойдет. По мере лучшего понимания сигналов мы смогли сделать этот процесс менее случайным».
Это понимание позволило команде производить больше бета-клеток. Важно, что новая методика эффективно работает со стволовыми клетками из разных источников.
Результаты и перспективы
«Нам удалось создать больше бета-клеток, и эти клетки лучше функционировали у мышей, некоторые из которых оставались излеченными более года», — сказал Миллман.
Он отметил, что до применения этой стратегии для лечения людей с диабетом предстоит проделать большую работу: тестировать клетки в течение более длительного времени на более крупных животных моделях и автоматизировать процесс. Цель — производство бета-клеток для миллионов людей, которые в настоящее время нуждаются в инъекциях инсулина.