Фибробласты перепрограммированы в инсулин-продуцирующие клетки поджелудочной железыРабота доктора Шэна Дина, профессора Калифорнийского университета в Сан-Франциско, базируется на методах клеточного перепрограммирования Шинья Яманака (Shinya Yamanaka), MD, PhD. Разработка метода трансформации взрослых клеток кожи в так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, обладающие свойствами эмбриональных стволовых клеток, принесшая доктору Яманака Нобелевскую премию, радикально расширяет область клеточной биологии и исследования стволовых клеток. В новом исследовании доктор Дин сосредоточил свое внимание на перепрограммировании клеток кожи в бета-клетки поджелудочной железы с помощью уже существующей iPSCs-технологии, но внес в этот метод свою «изюминку». Используя уникальный химический коктейль из малых молекул и других факторов перепрограммирования, доктор Дин не «разрешает» клеткам переходить в состояние плюрипотентности. Это позволяет избежать потенциальной опасности того, что при использовании для замены или восстановления поврежденных органов или тканей некоторые плюрипотентные клетки – генетические «уклонисты» – разовьются в опухоль. Кроме того, этот метод дает возможность создавать гораздо большее число клеток для научных исследований или регенеративной медицины. (Фото: TSRI)
Одна из основных проблем в получении больших количеств бета-клеток состоит в том, что клетки этого типа обладают ограниченной способностью к регенерации. Если они достигли зрелости, их количество трудно увеличить. Поэтому профессор Дин и его коллеги решили вернуть бета-клетки в состояние, соответствующее предыдущему этапу их жизненного цикла.
Взяв клетки кожи лабораторных мышей (фибробласты), ученые обработали их уникальным «коктейлем» из молекул и факторов перепрограммирования и трансформировали в клетки, близкие к энтодермальным – DELCs (definitive endoderm-like cells). Энтодермальные клетки – тип клеток раннего эмбриона, из которых в конечном итоге развивается большинство органов, включая поджелудочную железу.
«Затем, используя другой химический коктейль, мы трансформировали эти энтодермаподобные клетки в клетки, имитирующие клетки ранней стадии развития поджелудочной железы, которые мы назвали PPLCs [pancreatic progenitor-like cells]», - говорит постдокторант Кэ Ли (Ke Li), PhD, ведущий автор статьи.
«Нашей первоначальной целью было выяснить, сможем ли мы направить развитие PPLCs в зрелые клетки, которые, как бета-клетки, отвечают на нужные химические сигналы, и, что самое важное, секретируют инсулин. И наши первые эксперименты в чашке Петри показали, что они это могут».
Затем ученые должны были удостовериться, что то же происходит и в живых животных моделях. Поэтому они трансплантировали свои PPLCs мышам с моделью гипергликемии (высокого уровня сахара в крови) – ключевого признака диабета.
«Важно отметить, что всего через неделю после трансплантации уровень глюкозы у животных начал снижаться, постепенно приближаясь в нормальному», - продолжает доктор Ли. «Удалив пересаженные клетки, мы увидели мгновенный выброс глюкозы, что говорило о прямой связи между трансплантацией PPLCs и снижением гипергликемии».
Но наиболее значимые изменения ученые увидели через восемь недель после трансплантации: PPLCs дали начало полностью функциональным инсулин-продуцирующим бета-клеткам.
«Эти результаты не только демонстрируют возможности низкомолекулярных соединений в клеточном перепрограммировании, но и подтверждают состоятельность концепции, которая однажды может быть использована как персонализированный терапевтический подход к лечению пациентов», - объясняет профессор Дин.
«Меня особенно волнуют перспективы трансляции этих результатов в человеческую модель», - говорит директор Центра диабета UCSF Маттиас Хеброк (Matthias Hebrok), PhD, один из авторов статьи. «Сейчас же этот метод существенно углубит понимание того, как наследственные дефекты бета-клеток могут приводить к диабету, значительно приближая нас к столь необходимым методам излечения этого заболевания».
Источник:
http://www.lifesciencestoday.ru/index.p ... reas-cells