Eine neue Diabetes-Heilmethode zur Umwandlung menschlicher Stammzellen in insulinproduzierende Zellen könnte für zukünftige diabetische Behandlungen sehr vielversprechend sein, wenn die in einem Mausexperiment beobachteten Ergebnisse beim Menschen erfolgreich repliziert werden.
In einer neuen Studie haben Forscher einen neuen Weg gefunden, um sie zu überzeugen pluripotente Stammzellen Mensch (hPSC) in insulinproduzierenden Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse. Wenn diese Insulin produzierenden Zellen in Mäuse transplantiert wurden, die zu akutem Diabetes induziert wurden, war ihr Zustand schnell geheilt. Ein weiterer Beweis dafür, dass die Beziehung zwischen Diabetes und Stammzellen zu sehr guten Dingen führen kann.
„Diese Mäuse hatten einen sehr schweren Diabetes mit Blutzuckerdosen von über 500 Milligramm pro dl. Stufen, die für eine Person tödlich sein können ", erklärt der biomedizinische Ingenieur Jeffrey R. Millman der Washington University.
Als wir den Mäusen die insulinsekretierenden Zellen gaben, hatte sich ihr Blutzuckerspiegel innerhalb von zwei Wochen wieder normalisiert und blieb dies viele Monate lang.
Jeffrey R. Millman
Was sind menschliche pluripotente Stammzellen?
Menschliche pluripotente Stammzellen sind im Wesentlichen weiße, undifferenzierte Zellen mit der Fähigkeit, andere Zelltypen zu werden, die im gesamten Körper existieren. Durch die Nutzung dieses Potenzials bei Diabetikern können Forscher Wege finden, um menschliche Stammzellen zu optimieren und sie zu insulinproduzierenden Zellen zu machen. Zellen, die Diabetikern fehlen, helfen, hohen Blutzucker zu kontrollieren und gesund zu bleiben.
Wissenschaftler haben jahrelang untersucht, wie dies zu tun ist, und über eine Reihe von inkrementellen Erfolgen in Tiermodellen berichtet, da unser Verständnis der Prozesse hinter der Manipulation von Stammzellen zunimmt.
Millmans Labor ist auch seit einiger Zeit sehr beschäftigt. in 2016 Sie entwickelten einen Weg, um insulinsekretierende Zellen (die von Patienten mit Typ-1-Diabetes stammen) zu produzieren, die als Reaktion auf Glukose funktionierten. Einige Jahre später lernten sie, wie Erhöhen Sie die Insulinsekretion in Pankreas-Beta-Zellen, die aus Stammzellen stammen.
Neuer Job, noch eine Herausforderung
Die neue Herausforderung besteht darin, die Menge an "Off-Target" -Zellen zu reduzieren, die bei diesen Prozessen produziert werden, wenn leere Zellen in andere unbeabsichtigte Zelltypen differenzieren. "Ein häufiges Problem, wenn Sie versuchen, eine menschliche Stammzelle in eine insulinproduzierende Beta-Zelle (oder ein Neuron oder eine Herzzelle) umzuwandeln, besteht darin, dass Sie auch andere Zellen herstellen, die Sie nicht wollen", sagt er Millman.
Diese "Off-Target" -Zellen sind nicht schädlich, aber für Funktionen wie die Glukosekontrolle, die die Auswirkungen von Stammzellbehandlungen begrenzt, nicht funktionsfähig.
Die neue, vielversprechende Technik
Die neue Technik scheint in der Lage zu sein, die Zelldifferenzierung auf dem Ziel aufrechtzuerhalten. In der neuen Studie fand das Team heraus, dass die Transkriptionsfaktoren, die Stammzellen dazu bringen, Pankreaszellen zu werden, mit dem Zustand von zusammenhängen Zytoskelett Zelle, eine Stützstruktur innerhalb von Zellen, die als eine Art Skelett fungiert und aus Mikrofilamenten verschiedener Proteinfasern besteht.
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Eines dieser Proteine heißt Actin: Es spielt eine wichtige Rolle bei der Zellfunktion und anscheinend auch bei der Zelldifferenzierung.
„Wir konnten mehr Beta-Zellen herstellen und diese Zellen funktionierten bei Mäusen besser. Einige von ihnen sind seit mehr als einem Jahr gesund "erklärt Millman. Die Kontrolltiere, denen keine Zelltransplantationen verabreicht wurden, starben, da ihr Diabetes schwerwiegend war.
Actin, eine Rolle für die Differenzierung menschlicher Stammzellen
Es ist nicht alles. Die Manipulationen des Zytoskeletts selbst zeigten auch das Potenzial, die Differenzierung anderer Zelltypen, einschließlich Leber-, Speiseröhren-, Magen- und Darmzellen, besser zu kontrollieren, sagen die Forscher. Diese Technik könnte die Stammzellbehandlung für andere Arten von Erkrankungen verbessern, nicht nur für Diabetes.
Natürlich können wir uns noch nicht selbst heilen, da die neue Diabetes-Behandlungsmethode bisher nur an Tieren getestet wurde. Wie die Forscher betonen, sind wir noch weit von der klinischen Anwendung dieser Art der experimentellen Behandlung auf den Menschen entfernt.
Trotzdem sind die Ergebnisse sicherlich vielversprechend und könnten den Weg für eine Zukunft weisen, in der wir dies tun können.
Die Ergebnisse sind auf gezeigt Nature Biotechnology .
