Komórki tłuszczowe pomogą nam w walce z cukrzycą? Naukowcy z Bazylei ogłosili sukces w badaniach, które mogą pomóc w odbudowie wytwarzających insulinę komórek trzustki. Jak pisze w najnowszym numerze czasopismo "Nature Communications", komórki macierzyste pobrane z tkanki tłuszczowej udało im się przeprogramować w dojrzałe komórki beta, które w odpowiedzi na obecność glukozy zaczynają wydzielać insulinę.
Badacze, pracujący pod kierunkiem prof. Martina Fusseneggera z Department of Biosystems Science and Engineering Politechniki Federalnej w Zurichu z siedzibą w Bazylei, osiągnęli sukces, który do tej pory wydawał się niemożliwy. Pobrali najpierw z tkanki tłuszczowej dorosłej, 50-letniej osoby, komórki macierzyste, po czym z pomocą wyrafinowanej metody tak zwanego przeprogramowania genetycznego przetworzyli je w dojrzałe komórki beta trzustki. Wymagało to zarówno wprowadzenia do komórek odpowiedniej sekwencji genów, jak i podania w odpowiednim czasie i proporcjach zestawu trzech czynników wzrostu. To pozwoliło otrzymać w laboratorium komórki, które reagują na glukozę wydzielaniem insuliny.
Kluczowe dla sukcesu eksperymentu było odpowiednie wykorzystanie działania trzech czynników wzrostu Ngn3, Pdx1 i MafA. Ich stężenia w trakcie procesu różnicowania komórek zmieniają się w charakterystyczny dla nich sposób - naukowcy musieli idealnie odtworzyć te warunki w laboratorium. Jak pokazano na poniższym rysunku, czynnika MafA przy początkach dojrzewania praktycznie nie ma, pojawia się w czwartym dniu. jego stężenie szybko rośnie i potem utrzymuje się na wysokim poziomie. Zmiany w przypadku Ngn3 i Pdx1 są jeszcze bardziej złożone, stężenie Ngn3 w miarę dojrzewania rośnie, by potem maleć, stężenie Pdx1 najpierw rośnie, potem maleje i znowu rośnie. Jak podkreśla profesor Fussenegger, precyzyjne odtworzenie naturalnego przebiegu procesu dojrzewania miało kluczowe znaczenie dla wytworzenia aktywnych komórek beta. Czas podawania i ilość poszczególnych czynników wzrostu były niezwykle istotne.
Prawdziwym przełomem jest - zdaniem profesora Fusseneggera - odtworzenie całego przebiegu naturalnej procedury komórek macierzystych w komórki beta, a także wysoka wydajność tej procedury. Do tej pory bardzo trudno było dodawać odpowiednie ilości czynników w odpowiednim czasie, procedura była mało wydajna i trudna do zastosowania na większą skalę - podkreśla. Nowa metoda jest bardzo efektywna, udanej przemianie podlegają trzy na cztery komórki macierzyste.
Otrzymane w ten sposób komórki beta nie tylko wyglądają jak normalne - widać w nich między innymi zawierające insulinę granule - ale też podobnie do nich działają. Choć, jak przyznają autorzy pracy, ilość wydzielanej przez nie insuliny nie jest jeszcze tak duża, jak w przypadku oryginalnych komórek trzustki.
Celem tych badań jest oczywiście opracowanie metody hodowli komórek beta na zamówienie indywidualnych pacjentów. Takie komórki mogłyby być wszczepiane osobom cierpiącym na cukrzycę typu pierwszego z nadzieją, że podejmą pracę i uniezależnią ich od iniekcji hormonu. Nie byłoby przy tym ryzyka odrzucenia przeszczepu, bo komórki pochodziłyby z własnej tkanki tłuszczowej.
Na razie badacze potwierdzili, że komórki o odpowiedniej budowie i poprawnym działaniu można stworzyć w warunkach laboratoryjnych. Nie podejmowano jeszcze próby wszczepienia ich pacjentowi. To będzie kolejny etap eksperymentu. Prof. Fussenegger zapowiada przy tym, że w przyszłości w ten sposób powinno dać się odtworzyć także komórki innych tkanek. Tkanki tłuszczowej, z której pobiera się komórki macierzyste, zwykle mamy w nadmiarze.