Однако обе эти стратегии имеют ограничения: трансплантируемых островковых клеток не хватает, а подходам, основанным на стволовых клетках, предстоит пройти долгий путь, прежде чем они попадут в клинику.
«Это мощная идея, что если у вас есть правильная комбинация факторов транскрипции, вы можете превратить любую клетку в любую другую. Это клеточная алхимия », — комментирует Стангер.
Новое исследование Стангера и докторанта Йи-Джу Чена, доктора философии, опубликованное в Cell Reports в этом месяце, описывает, как введение трех белков, контролирующих регуляцию ДНК в ядре, называемых факторами транскрипции, в иммунодефицитную мышь превратило специфическая группа клеток в кишечнике, выстилающая бета-подобные клетки, что повышает перспективу использования дифференцированных клеток поджелудочной железы в качестве источника новых бета-клеток.
В 2008 году лаборатория постдокторского наставника Штангера ввела три фактора перепрограммирования бета-клеток — Pdx1 (P), MafA (M) и Ngn3 (N) — вместе называемые PMN — в ацинарные клетки поджелудочной железы. Примечательно, что эта манипуляция заставила клетки принять некоторые структурные и физиологические особенности бета-клеток.
После этого отчета команда Stanger решила определить, какие другие типы клеток могут быть перепрограммированы в бета-клетки. «Мы экспрессировали PMN в широком спектре тканей у мышей в возрасте от одного до двух месяцев», — говорит Стангер. «Через три дня мыши умерли от гипогликемии.Команда знала, что они что-то обнаружили, учитывая, что некоторые из клеток мыши — клетки, отличные от ацинарных, — производили слишком много дополнительного инсулина, фактически смертельное количество.
Отслеживая, какой это был тип клеток, «мы наблюдали временную экспрессию трех факторов в клетках крипт кишечника около поджелудочной железы», — объясняет Стангер.
Они назвали эти бета-подобные трансформированные клетки «клетками неоислета».
Эти клетки экспрессируют инсулин и демонстрируют внешние структурные особенности, схожие с бета-клетками. Neoislets также реагируют на глюкозу — при воздействии глюкозы они выделяют инсулин.
Клетки также смогли уменьшить гипергликемию у мышей с диабетом.
Команда также выяснила, как включить факторы только в клетках кишечного крипт, чтобы устранить смертельный побочный эффект гипогликемии всего тела, который первым убил мышей.
Более того, экспрессия PMN в кишечных «органоидах» человека — миниатюрных кишечных единицах, которые можно выращивать в культуре — также превращает кишечные эпителиальные клетки в бета-подобные клетки.
«Наши результаты показывают, что кишечник может быть доступным и обильным источником функциональных клеток, продуцирующих инсулин», — говорит Стангер. «Наша конечная цель — получить эпителиальные клетки от пациентов с диабетом, перенесших эндоскопию, расширить эти клетки, добавить к ним PMN, чтобы получить бета-подобные клетки, а затем вернуть их пациенту в качестве альтернативной терапии. Для этого предстоит пройти долгий путь, включая улучшение функциональных свойств клеток, чтобы они больше напоминали бета-клетки, и поиск альтернативных способов преобразования кишечных клеток в бета-подобные клетки без генной терапии.\