Превращение клеток ПЖ в бета-клетки

[Саша и Маша]

Трансформировать клетку одного типа в другой теперь можно напрямую. Созданный ради демонстрации метода вирус превращает источники пищеварительных соков в «инсулиновые фабрики». Возвращение клеток в эмбриональное плюрипотентное состояние на этом пути – лишний крюк.
Спроси в наши дни хоть самого проницательного мудреца: «Как будет развиваться медицина в ближайшие годы и десятилетия?» – и вряд ли дождёшься однозначного ответа. Сейчас есть, по крайней мере, два «новых» направления, показывающих неплохие результаты в лечении ещё недавно неизлечимых болезней. Это генная инженерия и клеточная трансплантология.
Две модных ветви медицинской науки отличаются объектом своего приложения, но это совершенно не мешает взаимному проникновению идей, технических приёмов и ухищрений. Более того, ветви поддерживают друг друга, и то одна, то вторая неизменно пользуется достижениями другой, как инструментом в достижении собственных целей.
Почувствовав мощь, но не понимая пока границ двух областей медицинской науки, человечество занялось поиском места приложения их достижений и дележом сфер влияния в медицинской практике. Пока за генной инженерией закрепилась борьба с наследственными заболеваниями, а приложением клеточной трансплантологии остаётся регенеративная медицина, восстанавливающая приобретенные дефекты органов и тканей нашего организма.
Так повелось, что сахарный диабет и тесно связанный с ним инсулин очень часто становились настоящей путеводной звездой для ученых-пионеров. Первый расшифрованный белок, первый рекомбинантный белок и много других физиологических и биологических терминов с определением «первый» связаны именно с этой проблемой.
На этот раз речь идёт о первом превращении взрослых клеток из одного типа напрямую в другой тип – притом в живом организме.
И пусть создать немножко мозга из костной ткани пока не удалось, достижение американских медиков не менее впечатляюще. Они смогли превратить экзокринные клетки поджелудочной железы в секретирующие инсулин бета-клетки.
Поджелудочная железа сама по себе уникальна: она выполняет одновременно эндокринную функцию, секретируя в кровь гормон инсулин, и экзокринную, выделяя пищеварительные ферменты в просвет двенадцатиперстной кишки.
Как и в большинстве желез, за синтез каждого вещества отвечает отдельный тип клеток. Бета-клетки, синтезирующие инсулин, собраны в небольшие конгломераты, получившие название островков Лангерганса. А большую часть поджелудочной железы занимают экзокринные клетки, секретирующие трипсин в небольшие протоки, которые, объединяясь, «впадают» в двенадцатиперстную кишку.
И те, и другие клетки узкоспециализированы и, как следствие, высокодифференцированы, то есть находятся на самом конце линии дифференцировки, ведущей от слившихся когда-то яйцеклетки и сперматозоида к каждой клеточке нашего тела. Ни бета-клетки, ни экзокринные клетки поджелудочной железы практически не способны делиться, не говоря уже о каких-либо превращениях в клетки других типов. По крайней мере, так считалось раньше.
Для биологов, научившихся в прошлом году превращать взрослые фибробласты кожи в эмбриональные стволовые клетки, любой другой фокус кажется уже не таким сложным.
Однако работа по превращению источников пищеварительных ферментов в «инсулиновые фабрики», результаты которой Дуглас Мелтон и его коллеги из гарвардского Института изучения стволовых клеток и Медицинского института имени Говарда Хьюза опубликовали в Nature, выделяется даже на этом фоне.
И своей методикой, и отсутствием пресловутых стволовых клеток в рецепте успеха. А можно отметить и то обстоятельство, что Мелтон и его коллеги закончили работу над своим проектом за полгода до ноябрьских свершений.
Попытки выращивать бета-клетки из стволовых, а после пересаживать их в организм предпринимались и даже были достаточно эффективны. Мелтон пошел другим путем. Он и его сотрудники решили обойтись без стволовых клеток и дополнительных манипуляций in vitro. Ученым удалось перепрограммировать взрослые экзокринные клетки с помощью транскрипционных факторов – молекул, регулирующих считывание генетической информации.
Но главное достижение Мелтона в том, что это перепрограммирование удалось произвести в живом организме – точнее, в поджелудочной железе мыши.
Учёные отобрали девять факторов, характерных для эмбриональных клеток-предшественников, со временем превращающихся в бета-клетки. Нужные последовательности были вставлены в середину обезвреженного аденовируса, после чего с помощью обычной инъекции этим вирусом «заразили» мышей. Вирус донёс девять кодовых последовательностей до нужных клеток и заставил их синтезировать соответствующие кодам молекулы. Позднее даже стало ясно, что список факторов можно сократить с девяти до трех наименований: Ngn3, Pdx1 и Mafa.
Уже через месяц в поджелудочной железе мыши появлялись новые бета-клетки, организующиеся наподобие упомянутых островков, только в гораздо меньших количествах. Эти новообразованные, в хорошем смысле этого слова, клетки не только структурно не отличались от типичных бета-клеток, но и были полностью функциональны – секретировали инсулин. Кроме того, они самостоятельно стимулировали мелкие сосуды к росту, обеспечивая себя хорошим кровоснабжением и местом «сброса» гормона.
Ученые даже доказали, что процесс «превращения» проходил без переходных стадий, то есть из экзокринных сразу получились бета-клетки, без промежуточного образования клеток-предшественников.
Возможно, из-за этого новые клетки практически не делились: в поджелудочной железе грызунов только 3% из них поделились за 10 дней наблюдения. В то время как «старые» делали это вчетверо чаще (13%).
Последнее обстоятельство, на первый взгляд умаляющее достижение учёных, на самом деле приближает практическое внедрение методики. Чем медленнее (в статистическом смысле) деление, тем легче дозировать эффект от генетического вмешательства. Кроме того, тем меньше вероятность появления опухолей, а это главная опасность, подстерегающая «новую медицину» на пути к пациентам.
http://www.gazeta.ru/science/2008/08/28_a_2824043.shtml

[Connie]

Саша и Маша
Проблема не в том, что их нельзя восстановить, а в том, что они погибают

[Феня]

У меня отсутствуют АТ к B-клеткам, к GAD бессмысленно проверять (т.к. стаж 20 лет) и к инсулину тоже, т.к. С-пептид <0,33 . Возможно, если этот метод или что-то подобное внедрят таким как я это возможно поможет. Хотя, возникает вопрос о «памяти» организма, т.е. если 20 лет назад начался процесс уничтожения, то я не застрахована от этого вновь. Скорее всего, у меня аутоиммунный диабет (заболела через приблизительно 1 год после подряд перенесенных вирусных болезней: корь, ветрянка, скарлатина), т.е B-клетки регенерируют, а иммунитет их по «старой» памяти уничтожает. Но опять таки все не так просто 20 лет назад после всех болезней, возможно, ослабла защита B-клеток и поэтому они погибли, а после восстановления B-клеток может и будет атака иммунной системы организма, но B-клетки будут не доступны (вирусов нет). Мед. образования у меня нет, так что, извините, если, что не так, просто пытаюсь понять, разобраться…

Вирусные инфекции могут непосредственно поражать бета-клетки и приводить к быстрому и внезапному развитию инсулинозависимого сахарного диабета либо служить факторами риска.
1. Многие вирусы, относящиеся к разным семействам, избирательно инфицируют бета-клетки. Такие вирусы называются бета-цитотропными. К ним относятся несколько вариантов вируса Коксаки B (чаще всего — B4), вирусы эпидемического паротита, краснухи, ветряной оспы, кори, цитомегаловирус.
2. Некоторые бета-цитотропные вирусы вызывают лизис бета-клеток. Описан случай, когда из поджелудочной железы мальчика, умершего через 10 сут после начала инсулинозависимого сахарного диабета, был выделен лизирующий вариант вируса Коксаки B. Этот вирус вызывает инсулинозависимый сахарный диабет у экспериментальных животных.
3. Инсулинозависимый сахарный диабет, обусловленный острой вирусной инфекцией, приводящей к быстрой гибели бета-клеток, встречается очень редко. Обычно вирусная инфекция служит пусковым фактором аутоиммунной реакции против бета-клеток. Наиболее популярны три гипотезы, поясняющие роль вирусов в аутоиммунной реакции:
а. Появление антигенных детерминант бета-цитотропного вируса на поверхности инфицированных бета-клеток приводит к потере толерантности к аутоантигенам бета-клеток.
б. При разрушении инфицированных бета-клеток из них высвобождаются собственные цитоплазматические белки, в норме недоступные для иммунной системы. Эти белки становятся аутоантигенами и вызывают аутоиммунную реакцию.
в. Многие вирусы, не являющиеся бета-цитотропными, имеют антигенные детерминанты, сходные с поверхностными антигенными детерминантами бета-клеток. В таких случаях вирусная инфекция вызывает перекрестную иммунную реакцию.
http://www.medicum.nnov.ru/doctor/library/endocrinology/Lavin/38.php

[TheDark]

Феня
У вас нет АТ по причине практически полного отсутствия клеток-мишений - т.е. В-клеток. И они будут доступны для аутоимунной атаки - перенесенные вами заболевания являются не "проводниками" для атаки, а скорее его спусковым механизмом - который более не остановится сам по себе.
Так что остается ждать новостей с фронта избирательного подавления иммунитета или перемаркировки В-клеток.

[Seleno4ka]

Вот тут еще одну статейку в тему нашла:

Клетки, необходимые для лечения могут быть получены в любом количестве из легко доступной жировой ткани, крови или мышц, и при этом нет никакой необходимости в стволовых клетках, сообщаю ученые из Гарварда.

Одним из научных достижений прошлого года было открытие возможности программировать зрелые клетки снова в стволовые. Поэтому стволовой клеткой теоретически может стать любая клетка организма. Сейчас исследователи под руководством доктора философских наук Дугласа Мелтона (Douglas Melton), зам. директора Гарвардского Института по стволовым клеткам, обнаружили, что можно избежать этапа стволовой клетки, а сразу создавать из зрелой клетки любую клетку человеческого организма.

В исследовании на мышах ученые смогли изменить нормальные клетки поджелудочной железы на инсулин-продуцирующие клетки, очень напоминающие бета-клетки поджелудочной железы, разрушающиеся у людей страдающих сахарным диабетом. Эти клетки способны вырабатывать достаточное количество инсулина для снижения уровня сахара в крови у мышей с сахарным диабетом и уменьшают у них толерантность к глюкозе.

Для подобной трансформации необходимо наличие трех молекул-мессенджеров. Эти молекулы кодируются в ДНК с помощью генетически-модифицированных вирусов, введенных в ткань поджелудочной железы мышей.

Не смотря на огромные перспективы данного открытия, еще необходимо провести множество исследований. Новых инсулино-продуцирующих клеток не достаточно для обеспечения нормальной функции бета-клеток. Поэтому они не в состоянии выработать достаточное количество инсулина и реагировать на изменение уровня глюкозы в крови.


http://health-ua.org/news/3961.html

[Connie]

Наташа Кр.

Дело в том, что перепрограммированные клетки не будут расцениваться антителами как антигены. Поэтому и не будет аутоиммунной реакции.

Ну значит недолго осталось будем ждать

[Juris]

будем ждать

А я уже жду. Каждый день заглядываю в почтовый адрес в поисках повестки: "Уважаемый Юрис! Посетите пожалуйста 10-у Рижскую поликлинику по вопросу изменения (перепрограммирования) нормальных клеток ПЖ на инсулин-продуцирующие клетки. Это совсем не больно !"
[/b]

[Juris]

Наташа

Это она реально???

Если ты была в Пардаугаве в Торнякалнсе, то это реально. Но меня ты там видеть не могла, поскольку очередной "техосмотр" назначен на 3 октября

очень мало людей и машин

ты, наверно, ходила "в узких улочках Риги" где-то под утро и видела лишь всяких туристов, принимая их за людей ?
Впрочем, машин на улицах действительно поубавилось. У нас дикий экономический кризис, а брат ЕС больше "не отстегивает". Да и не собирался, как выяснилось ... У многих поубавились аппетиты и возможности. В частности, ездить на машинах ... Чему я, злыдень, очень рад А то не протолкнуться было от всяких ...

латыши нас очень доброжелательно встречали!

Это потому, что в числе встречающих не было всяких "добелисов", "табунсов" и иже с ними.

Скоро обязательно пришлют.

Так мне забивать тебе номерок или как ? Впрочем, я готов пропустить тебя с ребенком и по моему "пригласительному". Солдат ребенка не обидит !

Прошу прощения за офф-топ

Присоединяюсь к извинениям.

[Singlas]

Группа ученых из университета Женевы (University of Geneva), Швейцария, обнаружила, что альфа-клетки в поджелудочной железе способны самопроизвольно трансформироваться в производящие инсулин бета-клетки, сообщает Science News. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.

Это первое исследование, открывшее способность поджелудочной железы регенерировать недостающие клетки. Исследователи были удивлены, когда заметили, что новые бета-клетки возникли в поджелудочной железе из альфа-клеток, а не из стволовых клеток. Исследование было проведено на мышах, однако если переключиться на использование его результатов для людей, то в свое время оно может позволить справиться с диабетом первого типа, сделав его собственные альфа-клетки инсулинопроизводящими. На данный момент ученые проверяют, сравнима ли регенеративная способность старых мышей с той же способностью молодых, поскольку именно благодаря ней альфа-клетки начинают преобразовываться в бета-клетки.

Напомним, что диабет первого типа, или ювенильный сахарный диабет, развивается из-за неспособности поджелудочной железы самостоятельно вырабатывать гормон инсулин, отвечающий за расщепление глюкозы. Поэтому страдающим этим заболеванием людям необходимы регулярные инъекции инсулина, в противном случае им угрожает гипергликемическая кома и смерть.

Кстати, в 2008 году ученые из Гарвардского университета (Harvard University), США, разработали лекарственный комплекс, позволяющий больным диабетом первого типа самостоятельно вырабатывать инсулин. Кроме того, «Вокруг Света» сообщал о других разработках, связанных с лечением диабета. Бразильские и американские ученые открыли способ лечения диабета первого типа при помощи трансплантации пациентам их собственных стволовых клеток крови. А специалисты из университета штата Миссисипи (Mississipi State University), США, разработали простой метод диагностики диабета первого типа с помощью анализа состава выдыхаемого воздуха.

Ссылки в источнике

[Виктория Одесса]

Бальзам на душу капнул.Будем ждать и надеяться

[RGM]

Ученые из Пенсильванского университета находятся на пути к созданию эффективного способа борьбы с диабетом. Метод основан на том, что специальный препарат изменяет ядерный материал в клетке определенного типа, наделяя ее новыми свойствами и заставляя генерировать инсулин. Утверждается, что в будущем лекарство, опробованное на лабораторных мышах, может стать эффективным средством лечения диабета второго типа у людей.
В течение многих лет исследователи стремятся найти действенный способ лечения пациентов, страдающих сахарным диабетом, пытаясь наладить деятельность бета-клеток в их поджелудочной железе, отвечающих за производство инсулина. Однако успехи были весьма скромными.
Трудность при лечении заболевания, вызывающего проблемы с обменом веществ, заключается, с одной стороны, в нарушении выработки инсулина клетками поджелудочной железы. А с другой — в низкой восприимчивости тканей к инсулину, вводимому извне.
В такой ситуации врачи предписывают строгую диету для снижения уровня глюкозы в крови и пытаются повысить чувствительность тканей к воздействию инсулина.
Есть и более прогрессивные подходы. Поскольку диабет второго типа вызван недостаточным количеством инсулин-продуцирующих бета-клеток, в теории пересадка в организм здоровых подобных клеток при комплексном лечении могла бы остановить развитие болезни. Однако исследователям до сих пор не удается наладить «массовое производство» этих клеток в лабораторных условиях, получая их либо из эмбриональных стволовых клеток, либо путем перепрограммирования взрослых клеток.
Пенсильванские ученые предложили свой путь. Перепрограммирование альфа-клеток поджелудочной железы в бета-клетки, по их мнению, однажды может стать новым подходом для лечения наиболее распространенного сахарного диабета второго типа. Эта методика описывается в публикации американского Журнала клинических исследований.
Перепрофилирование клеток с помощью соединений, изменяющих их ядерный материал, называемый хроматином, направлено на проявление генов бета-клеток в альфа-клетках.
«Это могло бы стать беспроигрышной ситуацией для больных сахарным диабетом: у них будет больше инсулин-продуцирующих бета-клеток и меньше альфа-клеток, вырабатывающих гормон глюкагон», — говорит ведущий автор исследования Клаус Кестнер, профессор генетики и член Института диабета, ожирения и метаболизма Медицин­ской школы Перельмана при Пенсильван­ском университете.
По его словам, диабет второго типа характеризуется не только недостатком инсулина, но и производством избыточного количества глюкагона, повышающего уровень глюкозы в крови.

http://www.rbcdaily.ru/cnews/562949985893413

[Фантик]

Оригинал статьи на англ. языке: http://www.jci.org/articles/view/66514.

[Zavarneg]

Погибшие бета-клетки поджелудочной железы можно восстановить «по крайней мере, три раза
Патрик Колломба (Patrick Collombat), директор по науке Национального института здоровья и медицинских исследований (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Inserm) и глава исследовательской группы в Институте биологии Вальроз (Institut de Biologie Valrose) в Ницце, опубликовал новые данные о диабете I типа. Ученые показали, что в поджелудочной железе мышей есть клетки, которые можно трансформировать в инсулин-продуцирующие β-клетки, причем осуществить эту трансформацию можно в любом возрасте. Более того, все панкреатические β-клетки можно восстановить несколько раз и, таким образом, последствия химически индуцированного диабета у мышей можно устранить неоднократно. Теперь перед учеными стоит задача – доказать, что этот метод применим к организму человека.
Работа опубликована в журнале Developmental Cell.
В 2009 году в экспериментах на молодых мышах ученым Института биологии Вальроз (Inserm/Университет Софии Антиполис (Université de Nice Sophia-Antipolis)) удалось трансформировать глюкагон-продуцирующие α-клетки в β-клетки. Теперь, на трансгенных мышах, они описали механизмы, приводящие к изменению идентичности клеток. В частности, они показали, что клетки протоков поджелудочной железы можно непрерывно трансформировать в α-, а затем в β-клетки – процесс, осуществляемый в любом возрасте. Эта трансформация достигается путем активации гена Pax4 в α-клетках. Благодаря реактивации генов развития этот каскад биомолекулярных событий приводит к образованию совершенно новых β-клеток. На протяжении всего процесса образуются α-клетки, постепенно приобретающие профиль β-клеток. Это означает, что поджелудочная железа имеет практически неисчерпаемый источник клеток, способных вырабатывать инсулин.
В экспериментах на мышах с искусственно вызванным диабетом 1 типа «мы, кроме того, показали, что с помощью этого механизма все β-клетки поджелудочной железы могут быть восстановлены, по крайней мере, три раза; индуцированный таким образом у мышей диабет можно «вылечить» несколько раз благодаря новому запасу функциональных инсулин-продуцирующих β-клеток», объясняет Колломба.
«Сейчас мы изучаем возможность индуцировать такую регенерацию с помощью фармакологических молекул. Получив новые данные, в ближайшие годы основное внимание мы уделим вопросу о том, можно ли заставить эти процессы работать в организме человека – серьезная трудность в создании более эффективных методов лечения больных с диабетом 1 типа».
Отсюда: http://www.lifesciencestoday.ru/index.p ... hree-times

[Zavarneg]

Бета-клетки могут регенерировать после полного уничтожения

Эффективная регенерация бета-клеток – основная цель медицинских исследований в области лечения диабета.
Американские ученые из Sanford Children's Health Research Center, Sanford-Burnham Medical Research Institute, и Pediatric Diabetes Research Center, University of California, San Diego, в своем предыдущем исследовании показали, что комбинация полной абляции бета-клеток и лигации панкреатического протока приводит к регенерации бета-клеток посредством прямого преобразования альфа-клеток.
В данной работе эта группа ученых исследовала эффект хирургической реверсии лигации протока и обнаружила, что после этого следует волна репликации бета-клеток
Комбинация неогенеза бета-клеток перед реверсией лигации протока и их репликации сразу после реверсии приводит к эффективной регенерации бета-клеток и в конечном итоге к восстановлению утраченной функции синтеза инсулина.
Результаты этой работы дают важное доказательство принципиальной возможности регенерации бета-клеток даже после полного их уничтожения.

Абляция - (здесь) искусственное разрушение клеток.
Лигация - (здесь) хирургическая перевязка панкреатического (вирсунгова) протока ПЖ, по которому экзокринные продукты ПЖ выводятся в 12-перстную кишку.
Эксперимент проводился на мышах.

Источник: http://www.stemcells.ru/news-1706
Оригинальная статья: http://libgen.org/scimag5/10.1002/stem.1492.pdf.

[Zavarneg]

Поджелудочная способна пополнять ресурс клеток, вырабатывающих инсулин

Ученые Университета Калифорнии в Сан-Франциско совершили настоящий прорыв в исследовании диабета. Оказалось, некоторые клетки поджелудочной, которые высвобождают пищеварительные энзимы, могут превращаться в обычные бета-клетки, производящие инсулин.
Специалистам удалось это сделать в организме мышей, тем самым, восстановив нормальные показатели инсулина и сахара, пишет DNA India. Это первый в мире доказанный факт перепрограммирования ацинарных клеток в бета-клетки посредством фармакологического воздействия. Значит, в теории при нарушении в работе бета-клеток, исправить ситуацию можно с помощью ацинарных клеток.
Кстати, в рамках независимого изыскания Сапной Пури, сотрудницей лаборатории Маттиаса Хеброка, была выдвинута новая теория развития диабета. Возможно, некоторые случаи вызваны тем, что бета-клетки страдают от нехватки кислорода. Это заставляет их переходить в состояние менее взрослых клеток, не способных вырабатывать инсулин.

Источник: http://www.meddaily.ru/article/17jan2014/vin_perep
Оригинальная статья: http://sci-hub.org/pdfcache/a9baccc75647aa9c0057df8e628ff5a4.pdf