«Переквалифицировать» кишечные клетки на выработку инсулина

Выключив всего лишь один ген, ученым из Центра Диабета Наоми Берри при Университете Колумбии (Columbia University's Naomi Berrie Diabetes Center, США) удалось превратить клетки желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) в инсулин-продуцирующие. Возможно, однажды «переквалифицировать» клетки кишечного эпителия пациента в железистые клетки для выработки инсулина можно будет с помощью лекарственного препарата.

Результаты нового исследования опубликованы в интернет-издании журнала Nature Communications.

«Речь о превращении одного типа клеток в другой велась многие годы, однако до настоящего времени нам не удавалось создать полностью работоспособные инсулин-продуцирующие клетки, воздействуя лишь на единственную мишень», – говорит главный автор исследования, доктор медицины Доменико Ачили (Domenico Accili), профессор Медицинского Центра при Университете Колумбии (Columbia University Medical Center).

Замещение клеток, не работающих в случае сахарного диабета I типа, путем «переквалификации» собственных клеток пациента гораздо проще, чем трансплантация новых, полученных из эмбриональных или взрослых стволовых клеток.

Около двух десятков лет исследователи пытались создать замещающие инсулин-продуцирующие бета-клетки для лечения пациентов, страдающих сахарным диабетом 1 типа, при котором собственные клетки разрушаются иммунной системой.

Несмотря на то, что в настоящее время инсулин-продуцирующие клетки можно получить в лабораторных условиях из стволовых клеток, они не обладают всеми функциями бета-клеток поджелудочной железы, развивающихся естественным образом.

Это привело исследователей к попытке трансформации существующих клеток пациента в клетки, вырабатывающие инсулин. В ходе предыдущей работы сотрудники лаборатории доктора Ачили показали, что клетки ЖКТ мыши можно трансформировать в бета-клетки. Новое исследование, проведенное в Университете Колумбии, показало, что принцип работает и на клетках человека.

Исследователям удалось «научить» клетки кишечника человека вырабатывать инсулин в ответ на определенные физиологические условия, в которых деактивируется ген FOXO1. Ачили и научный сотрудник Риотаро Бучи (Ryotaro Bouchi) впервые создали тканевую модель кишечника человека с помощью плюрипотентных стволовых клеток. С помощью генной инженерии они деактивировали каждый функциональный ген FOXO1 в кишечных клетках. Через семь дней некоторые клетки начали вырабатывать инсулин и, что особенно важно, только в ответ на глюкозу.

Исследовательская группа уже использовала аналогичный подход в более ранних экспериментах на мышах. У грызунов инсулин, выработанный клетками кишечника, выделялся в кровь, действовал как нормальный гормон и практически нормализовал уровень глюкозы в крови животных, страдающих диабетом. Результаты работы, опубликованные в 2012 г. в журнале Nature Genetics, были независимо подтверждены другими исследовательскими группами.

«Показав, что клетки человека могут реагировать так же, как и клетки мыши, мы прояснили главную проблему и теперь можем двигаться дальше, пытаясь разработать новый способ лечения», – говорит доктор Ачили.

Теперь задачей является поиск препарата, ингибирующего ген FOXO1 в клетках ЖКТ человека. В настоящее время Ачили занимается поиском подходящих веществ.

Клетки ЖКТ пациентов, страдающих диабетом, были «переквалифицированы» для выработки инсулина (зеленый цвет) в лабораторных условиях. (фото: Columbia University Medical Center)

По материалам Columbia University Medical Center