1. tipa cukura diabēts: tuvojas ārstēšanai, kas rada jaunas insulīna šūnas
Jaunākie pētījumi ir atklājuši jaunu pamatu, meklējot 1. tipa diabēta ārstēšanu, kas ģenerē insulīnu veidojošās šūnas.
Zinātnieki no Kopenhāgenas universitātes Dānijā un Helmholtz Zentrum München Neuherbergā, Vācijā, ir kartējuši signālus, kas nosaka aizkuņģa dziedzera cilmes šūnu likteni.
Šīs nenobriedušās šūnas var attīstīties vai nu saliņu šūnās, kas ražo insulīnu, vai cita veida šūnās.
Žurnāls Daba piedāvā dokumentu par atklājumiem.
Šis pētījums atklāj, ka aizkuņģa dziedzera priekšgājēja šūnas atsitās apkārt un ka viņu tiešajai videi vai ārpusšūnu matricai ir liela loma, lemjot par to likteni.
"Tagad mēs esam spējuši," saka prof. Henriks Sembs, Helmholtz Zentrum München Tulkošanas cilmes šūnu izpētes institūta vecākais autors un direktors, "kartēt signālu, kas nosaka, vai aizkuņģa dziedzera cilmes šūnas kļūs par endokrīnām, piemēram, insulīnu. ražo beta šūnas vai kanāla šūnas. ”
1. tipa cukura diabēts un saliņu šūnas
Insulīns ir hormons, kas palīdz šūnām absorbēt glikozi un izmantot to enerģijas ražošanai.
Diabēts attīstās, kad ķermeņa cukura līmenis asinīs ir pārāk augsts. Tas var notikt vai nu tāpēc, ka nepietiek insulīna (1. tipa cukura diabēts), vai arī tāpēc, ka šūnas nespēj to pareizi lietot (2. tipa cukura diabēts).
Slimību profilakses un kontroles centra (CDC) dati par 2015. gadu liecina, ka tajā gadā Amerikas Savienotajās Valstīs diabēts bija aptuveni 30,3 miljoniem cilvēku. Apmēram 5 procentiem no viņiem ir 1. tipa cukura diabēts, kam nepieciešama ikdienas insulīna ārstēšana.
1. tipa cukura diabēts attīstās, kad imūnsistēma iznīcina aizkuņģa dziedzera insulīnu ražojošās šūnas.
Šīs šūnas pastāv kopās, ko sauc par Langerhans saliņām, kurās ir vairāki šūnu veidi, kas ražo hormonus. Tos, kas ražo insulīnu, sauc par beta šūnām.
Nesenais pētījums koncentrējās uz cilmes šūnām. Šīs nenobriedušās šūnas ir cilmes šūnu “agrīnie pēcteči”.
Tāpat kā cilmes šūnas, arī cilmes šūnas var kļūt par viena vai vairāku veidu šūnām. Tomēr atšķirībā no cilmes šūnām tās nevar dalīties un vairoties bezgalīgi. Arī cilmes šūnas var nobriest ierobežotākā šūnu tipu diapazonā nekā cilmes šūnas.
Cilts cilmes ‘pastāvīgi’ pārvietojas
Cilmes šūnas ir grūti pētāmas, jo tās nesēd uz vietas. "Viņi pastāvīgi pārvietojas aizkuņģa dziedzera attīstībā, izraisot biežas vides izmaiņas," atzīmē prof. Semb.
Viņš salīdzina šūnas ar flīzēm, kas atlec mašīnā - to “galīgais rezultāts ir balstīts uz kontaktu ar piespraudēm summu”.
Lai pārbaudītu, kā katrs priekšgājējs reaģēja uz savu vidi bez citu šūnu iejaukšanās, viņš un viņa kolēģi paņēma cilmes šūnas, kas izstrādātas no cilvēka cilmes šūnām, un sēja tās stikla priekšmetstikliņos, kuros bija matricas olbaltumvielu mikropamati.
Prof. Sembs saka, ka pētnieki bija ļoti pārsteigti par atklāto.
Viņi atklāja, ka atšķirīga mijiedarbība ar ekstracelulārās matricas sastāvdaļām maina “mehāniskā spēka stāvokli cilmes ķermenī”.
"Šie spēki rodas no mijiedarbības starp ārpusšūnu matricu, kas atrodas ārpus šūnas, un aktīna citoskeletu, kas atrodas šūnā," viņš piebilst.
Endokrīnā vai kanāla šūna?
Ar turpmāku eksperimentu palīdzību komanda atklāja, ka dažādu olbaltumvielu iedarbība ārpusšūnu matricā dažādos veidos virzīja priekštečus uz viņu likteņiem.
Atkarībā no iesaistītajiem spēkiem priekšteča šūnas kļuva vai nu par kanālu šūnām, vai par hormoniem ražojošām (endokrīnām) saliņu šūnām.
"Eksperimenti rāda, ka ekspozīcija ārpusšūnu matricas laminīnam liek priekšgājēja šūnām nonākt endokrīnā liktenī, samazinot šūnās esošos mehāniskos spēkus," skaidro prof. Sembs.
"Un otrādi, iedarbība uz fibronektīnu izraisa kanālu likteni palielinātu mehānisko spēku dēļ," viņš piebilst.
"Mūsu atklājums ir jauns pamats, jo tas izskaidro, kā daudzpotentu cilmes šūnas orgānu veidošanās laikā nobriest dažādos šūnu tipos."
Prof. Henriks Semb
Komandas secinājumiem vajadzētu palīdzēt informēt par tādu ārstēšanu, kas no cilmes šūnām ražo insulīnu ražojošās šūnas.
"Tagad mēs varam aizstāt ievērojamu skaitu empīriski atvasinātu vielu, kuru darbības veids pašreizējos modernākajos diferenciācijas protokolos nav plaši zināms, ar mazmolekulu inhibitoriem, kas vērsti uz jaunatklātā mehāniski signalizācijas ceļa specifiskām sastāvdaļām," prof. Sembs komentārus.
Viņš piebilst, ka pētījums ir nodrošinājis arī precīzu inženierijas rīku komplektu, kas varētu būt noderīgs, izstrādājot šūnu aizstājējterapiju ne tikai 1. tipa cukura diabēta gadījumā, bet arī citu smagu slimību, piemēram, neirodeģeneratīvo slimību gadījumā.
Profesors Sembs video no Helmholtz Zentrum München apkopo pētījumu un izskaidro ārpusšūnu matricas ietekmīgo lomu nenobriedušu aizkuņģa dziedzera šūnu likteņa noteikšanā.
