Ερευνητές δημιούργησαν μίνι-όργανο για παραγωγή ινσουλίνης – Ελπίδες για εξατομικευμένες θεραπείες ασθενών με διαβήτη

Φαίνεται πως στέφονται από επιτυχία οι προσπάθειες των ερευνητών να αντικαταστήσουν τα παγκρεατικά κύτταρα που παράγουν ινσουλίνη, τα β-κύτταρα-αυτά που καταστρέφονται στον διαβήτη.

 Σε δημοσίευση ερευνητικής ομάδας με επικεφαλής συγγραφέα τον Qiao Zhou, του τμήματος Βλαστοκυττάρων και Αναγεννητικής Βιολογίας του Πανεπιστημίου Harvard, αναφέρεται πως έχει ανακαλύψει ότι ιστός από το κατώτερο στομάχι έχει τη μεγαλύτερη δυναμική να επαναπρογραμματιστεί σε κατάσταση β-κυττάρου.

Αυτό έγινε όταν οι ερευνητές πήραν δείγματα αυτού του ιστού από ποντίκια και τα ανάπτυξαν σε «μίνι-όργανο» που παρήγαγε ινσουλίνη όταν μεταμοσχεύθηκε πίσω στα ζώα.

Κάτι ακόμη: τα βλαστοκύτταρα του «μίνι-οργάνου» συνέχισαν να αναπαράγουν τον πληθυσμό των κυττάρων που παράγουν ινσουλίνη, δίνοντας στον ιστό μια αειφόρο αναγεννητική ώθηση.

Για να βρουν οι ερευνητές τον πιο πρόσφορο να επαναπρογραμματιστεί ιστό του σώματος για την παραγωγή ινσουλίνης, τροποποίησαν γενετικά ποντίκια για να εκφράσουν τρία γονίδια τα οποία μπορούν να μετατρέψουν άλλα κύτταρα, σε β-κύτταρα. «Ανακαλύψαμε με έκπληξη», είπε ο Qiao Zhou, «ότι ορισμένα από τα κύτταρα από την περιοχή του πυλωρού του στομάχου είναι πιο πρόσφορα να μετατραπούν σε β-κύτταρα. Ο ιστός αυτός εμφανίζεται να είναι το καλύτερο υλικό εκκίνησης».

Η περιοχή του πυλωρού συνδέει το στομάχι με το λεπτό έντερο. Όταν επαναπρογραμματίστηκαν, τα κύτταρα αυτής τη περιοχής ήταν τα πιο καλά ανταποκρινόμενα στα υψηλά επίπεδα της γλυκόζης, παράγοντας ινσουλίνη για να κανονικοποιήσουν το σάκχαρο στο αίμα του ποντικιού. Για να ελέγξουν την αποτελεσματικότητα των κυττάρων, οι ερευνητές κατέστρεψαν τα παγκρεατικά β-κύτταρα των ποντικιών, αναγκάζοντας τα σώματά τους να βασίζονται μόνο στα αλλαγμένα κύτταρα του στομάχου.

Τα ποντίκια της ομάδας ελέγχου, χωρίς επαναπραγραμματισμό του ιστού, πέθαναν σε οχτώ εβδομάδες. Τα πειραματικά, όμως, επαναπρογραμματισμένα κύτταρα των ποντικιών διατήρησαν τα επίπεδα ινσουλίνης και σακχάρου στο αίμα τους για όσο χρονικό διάστημα παρακολουθούνταν, μέχρι και έξι μήνες.

Ο πυλωρός του στομάχου έχει ένα άλλο πλεονέκτημα: τα βλαστοκύτταρα ανανεώνουν φυσικά τον ιστό του εντέρου σε τακτική βάση. Όταν κύτταρα στον πυλωρό τροποποιήθηκαν και η πρώτη σειρά των τροποποιημένων κυττάρων καταστράφηκε πειραματικά, τα βλαστοκύτταρα της περιοχής ανανέωσαν τον πληθυσμό των κυττάρων που παρήγαγαν ινσουλίνη.

«Σε διάφορες καταστάσεις ασθένειας έχετε μια σταθερή απώλεια β-κυττάρων», θα πει ο Zhou. «Παρέχουμε, κατά αρχήν, ένα πλεονέκτημα αυτά να ξαναγεμίσουν». Αλλά για να πλησιάσουν σε μια εν δυνάμει θεραπεία, ο Zhou και οι συνάδελφοί του ακολούθησαν μια διαφορετική προσέγγιση. Όπως λέει ο ίδιος: «Όταν το ποντίκι αναπτυχθεί σε ενήλικο, ενεργοποιήσαμε τα τρία γονίδια. Αλλά με όρους κλινικού μέλλοντος, δεν μπορείς να κάνεις ένα διαγονιδικό ανθρώπινο όν».

Έτσι, οι ερευνητές πήραν στομαχικό ιστό από τα ποντίκια, τον τροποποίησαν ώστε να εκφράσει στο εργαστήριο τους παράγοντες που επαναπρογραμματίζουν β-κύτταρα και οδήγησαν τα κύτταρα να αναπτυχθούν σε μια μικρή μπάλα ενός μίνι-στομαχιού που μπορούσε τόσο να παράγει ινσουλίνη, όσο και να ανανεώνεται μόνο του με βλαστοκύτταρα.

Η ομάδα των ερευνητών τοποθέτησε αυτό το μίνι-όργανο σε μεμβράνη που καλύπτει το εσωτερικό της κοιλιακής κοιλότητας του ποντικιού. Ο έλεγχος της λειτουργία έγινε με την καταστροφή των παγκρεατικών κυττάρων των ποντικιών για να δουν, οι ερευνητές, αν το μίνι-όργανο μπορεί να τα αντισταθμίσει.

Αυτό που βρήκαν είναι ότι τα επίπεδα της γλυκόζης παρέμειναν κανονικά σε 5 από τα 22 πειραματόζωα, πράγμα που ήταν το αναμενόμενο από την ομάδα ποσοστό επιτυχίας.

Η δυνατότητα παραγωγής ινσουλίνης από τα κύτταρα του πυλωρού του στομάχου πιθανώς να οφείλεται στη φυσική τους ομοιότητα με τα παγκρεατικά β-κύτταρα. Οι ερευνητές βρήκαν ότι πολλά γονίδια κρίσιμα για λειτουργία β-κυττάρων επίσης εκφράστηκαν κανονικά σε κύτταρα που παράγουν ορμόνη του πυλωρού.

Σύμφωνα με τα λόγια του Zhou, «Αυτό που είναι ενδεχομένως πολύ μεγάλο σε αυτή την προσέγγιση είναι ότι μπορεί κάποιος να κάνει βιοψία σε ένα μεμονωμένο πρόσωπο, να αναπτύξει τα κύτταρα in vitro και να τα επαναπρογραμματίσει σε β-κύτταρα. Μετά να τα μεταμοσχεύσει στον ασθενή για να διαμορφώσει έτσι μια ειδική για τον ασθενή θεραπεία. Για αυτό εργαζόμαστε τώρα και είμαστε πολύ ενθουσιασμένοι».

Περισσότερα στη δημοσίευση: Reprogrammed Stomach Tissue as a Renewable Source of Functional β Cells for Blood Glucose Regulation, Cell Stem Cell (Δημοσιεύθηκε 18 Φεβρουαρίου 2016)

egno