UF-i teadlased kasutavad hiirtel diabeedi tagasipööramiseks rakkude süstimist

UF-i teadlased kasutavad hiirtel diabeedi tagasipööramiseks rakkude süstimist
UF-i teadlased kasutavad hiirtel diabeedi tagasipööramiseks rakkude süstimist
Anonim

GAINESVILLE, Fla. - - Florida ülikooli teadlased on muutnud hiirtel diabeedi, süstides lihts alt rakke, mis toodavad peagi veresuhkru tõhusaks reguleerimiseks piisav alt insuliini, teatasid nad täna (3/1) ajakirjas Nature Medicine..

Selleks kogusid nad hiirtelt end alt pankrease rakud nende varaseimas arengujärgus ja kasvatasid neid seejärel laboris, kuni need arenesid väikesteks insuliini eritavateks organiteks, mida tuntakse Langerhansi saarekestena.

Teadlased kogusid rakud süstlasse ja süstisid need otse loomade nahapinna alla. Mõne päevaga hakkasid nad toimima nagu endokriinne pankreas – kõhunäärme Langerhansi saarekesed, ütles UF immunoloog Ammon B. Peck.

"See on väga põnev, sest rakke saab väga lihts alt paigutada indiviidile piirkonnas, kus pole vaja keerulist kirurgilist protseduuri," ütles ta.

Diabeedihaiged kaotavad oma võime reguleerida seda, kuidas organism suhkrut ja muid toitaineid energia saamiseks kasutab ja talletab, kui nende immuunsüsteem käivitab isejuhitud rünnaku, hävitades kõhunäärme insuliini tootvad rakud. Teadlasi julgustati avastama, et enam kui kolm kuud kestnud uuringuperioodi jooksul ei toimunud siirdatud rakkude (tuntud kui tüvirakkude) vastu sellist rünnakut.

Leidud avavad enam kui 750 000 ameeriklase jaoks, kes selle haigusega võitlevad, võimaluse insuliinsõltuv diabeet kunagi lõplikult tagasi pöörata. Paljud kogevad suuri kõrv altoimeid, sealhulgas veresoonte kahjustusi, mis võivad põhjustada südamehaigusi, insuldi, pimedaksjäämist, neerupuudulikkust ja alajäsemete vereringet.

"See näitab, et on olemas mingi mehhanism, midagi nende kasvatamises tüvirakkudest kultuuris, mis petab autoimmuunvastust, vähem alt mõnda aega," ütles Peck.

Tüvirakkudel on küpsemise käigus võime areneda mitmesugusteks rakutüüpideks. Pärast nende hiirtele asetamist eritasid rakud insuliini ja arenesid hästi, kuna nende suunas kasvasid uued veresooned. Nädala kuni 10 päeva jooksul suutsid kõik hiired uuringu ajaks reguleerida veresuhkru ehk glükoosi taset.

"Kui sööte kompvekitahvlit, tõstab see glükoosisisaldust veres," selgitas UF-i meditsiinikolledži patoloogia, immunoloogia ja laborimeditsiini professor Peck. "Saared reageerivad sellele kiiresti, sest nad tajuvad, kui palju suhkrut veres on ja toodavad insuliini ning insuliin võimaldab glükoosi õigesti kasutada energia saamiseks teiste keharakkude poolt."

Võime kontrollida pankrease tüvirakkude kasvu ja arengut pakub diabeetikutele potentsiaalselt piiramatut ressurssi insuliini tootvate rakkude jaoks, kirjutasid autorid ajakirjas. Pecki kaasautorite hulka kuulus UF laste endokrinoloog Dr.Desmond A. Schatz. Uuringut toetasid riiklikud terviseinstituudid; Vijayakumar Rimiya, Ixion Biotechnology Inc., UF's Progress Park, Alachua, Fla.; ja Karl Arfors, Q-Med, Skandinaavia, San Diegos.

Meetod on võrreldav tehnikatega, mida kasutatakse rakkude saamiseks naha siirdamiseks või luuüdi siirdamiseks, ütles Peck, kuigi sellel on oluline erinevus: pankrease tüvirakud kasvavad terviklikuks elundiks ja muutuvad kultuuris täielikult funktsionaalseteks. enne nende kehasse tagasi asetamist.

"Meie esimene tähelepanek oli tõsiasi, et võib võtta ühe tüviraku ja panna see kasvama ja diferentseeruma täielikult toimivaks organiks, mis sisaldab kõiki eksokriinses kõhunäärmes leiduvaid diferentseerunud lõppstaadiumis rakke, " ta ütles. "Siiani on meil ainsad võrreldavad olukorrad olnud nahasiirdeid tekitavate tüvirakkude ja vererakke tekitavate tüvirakkude uuringud. Kuid isegi mõlemas olukorras pole need tegelikult samad.Näiteks ei saa luuüdi tüvirakud areneda kõikideks lõppstaadiumis rakkudeks enne, kui need on kehasse implanteeritud."

Varasemad UF-uuringud panid aluse viimastele leidudele. Need uuringud, mis viidi läbi 1990. aastate alguses, näitasid, et laboratoorselt kasvatatud pankrease kude võib neerudesse siirdamisel hiirtel diabeedi tagasi pöörata, luues pseudopankrease. Seevastu uus lähenemisviis on ainult minimaalselt invasiivne, kuna rakud asetatakse naha alla, ütles Peck.

"Ilmselt on veel mitmeid tõkkeid, mida peame ületama, ja paljudele teoreetilistele küsimustele, millele peame vastama, enne kui hakkame rakke inimestele implanteerima," ütles Peck. Ta lisas, et teadlased dubleerivad inimrakke kasutavas laboris tehtud uuringut ja loodavad peagi alustada primaatide implanteerimist, mis sillutaks teed võimalikele inimkatsetele. Saarte tüvirakud saadakse praegu inimelundidoonoritelt.

"Me teame, et täiskasvanud, isegi need, kellel on diabeet, kes on kaotanud insuliini sekreteerivad beetarakud, säilitavad tüvirakke kõhunäärmes," ütles ta. "Me teame, et tüvirakud on olemas; küsimus on selles, kas me saame need välja võtta ja konkreetse patsiendi jaoks üles kasvatada? Siirdamine tekitab mitmeid probleeme, sealhulgas siiriku immuunsüsteemi äratõukereaktsioon ja sobiva koha leidmine, et mahutada piisav arv siirdatud saarekesi.. On selge, et piisaks väikesest rakusüstist käsivarde või jalga."

Pankrease siirdamiste ja saarekeste tüvirakkude kättesaadavust on piiranud praegune inimelundidoonorluse määr, ütles Miami ülikooli meditsiinikooli diabeediuuringute instituudi teadusdirektor ja akadeemiline juht dr Camillo Ricordi.

"Nüüd, kui oleme loonud põhimõttelise tõendi, et iniminsuliini tootvaid rakke saab kasutada diabeediga patsientide raviks, tekib kriitilise tähtsusega vajadus insuliini tootvate kudede alternatiivsete allikate väljatöötamiseks," ütles professor Ricordi. kirurgiast ja meditsiinist."Kui me siirdaksime, oleks inimelundidoonorluse määrade põhjal võimalik ravida vaid väga väikest osa diabeedihaigetest. See uuring on esimene põnev samm uute insuliini tootvate rakkude allikate väljatöötamise suunas, mis võiksid lõpuks kasutatakse seda kliinilises keskkonnas."

Populaarne teema