Celulele stem din stomacul uman pot fi transformate în celule care secretă insulină ca răspuns la creşterea nivelului de zahăr din sânge, oferind o abordare promiţătoare pentru tratarea diabetului, potrivit unui studiu preclinic realizat de cercetătorii americani de la Weill Cornell Medicine.
În cadrul studiului, care a apărut în Nature Cell Biology, cercetătorii au arătat că pot lua celule stem obţinute din ţesutul stomacal uman şi le pot reprograma direct - cu o eficienţă uimitor de mare - în celule care seamănă foarte mult cu celulele pancreatice care secretă insulină, cunoscute sub numele de celule beta.
Transplantul unor grupuri mici din aceste celule au inversat semnele bolii într-un model de diabet la şoareci.
Studiul a fost unul pentru de validarea conceptului, şi potrivit cercetătorilor oferă o bază solidă pentru dezvoltarea unui tratament, bazat pe propriile celule ale pacienţilor, pentru diabetul zaharat de tip 1 şi 2 sever
Insulina este un hormon care reglează nivelul de glucoză din sânge - în lipsa acesteia, glicemia devine prea mare, provocând diabetul şi numeroasele sale complicaţii.
Se estimează că 1,6 milioane de americani suferă de diabet zaharat de tip 1, care rezultă în urma unui atac autoimun care distruge celulele beta din pancreas.
De asemenea, cel puţin alte câteva milioane de americani nu au suficiente celule beta din cauza diabetului de tip 2 sever.
Tratamentele actuale în astfel de cazuri includ injecţii manuale şi cu o pompă portabilă de insulină, care au multiple dezavantaje, inclusiv durere, control potenţial ineficient al glucozei şi necesitatea de a purta un echipament incomod.
Cercetătorii din domeniul biomedical urmăresc să înlocuiască funcţia celulelor beta într-un mod mai natural, cu transplanturi de celule umane care funcţionează ca şi celulele beta: detectează automat nivelul de zahăr din sânge şi secretă insulină în funcţie de necesităţi.
În mod ideal, astfel de transplanturi ar folosi propriile celule ale pacienţilor, pentru a evita problema respingerii transplantului.
Dr. Joe Zhou, profesor de medicină regenerativă şi membru al Institutului Hartman pentru Regenerarea Terapeutică a Organelor, de la Weill Cornell Medicine lucrează la acest obiectiv de mai bine de 15 ani.
În primele sale experimente, în calitate de cercetător postdoctoral, a descoperit că celulele pancreatice obişnuite pot fi transformate în celule beta-similare producătoare de insulină prin forţarea activării a trei factori de transcripţie - sau proteine care controlează expresia genelor - ceea ce duce la activarea ulterioară a genelor necesare pentru dezvoltarea celulelor beta normale.
Într-un studiu din 2016, tot la şoareci, el şi echipa sa au arătat că anumite celule stem din stomac, numite celule stem gastrice, sunt, de asemenea, foarte sensibile la această metodă de activare cu trei factori.
„Stomacul îşi produce propriile celule secretoare de hormoni, iar celulele gastrice şi pancreatice sunt adiacente în stadiul embrionar de dezvoltare, astfel încât, în acest sens, nu este complet surprinzător faptul că celulele stem gastrice pot fi atât de uşor transformate în celule secretoare de insulină de tip beta", a declarat dr. Zhou.
Încercările de a reproduce aceste rezultate folosind celule stem gastrice umane, care pot fi prelevate de la pacienţi relativ uşor printr-o procedură ambulatorie numită endoscopie, au fost încetinite de diverse obstacole tehnice.
Cu toate acestea, în noul studiu, cercetătorii au obţinut în sfârşit un succes.
După ce au transformat celulele stem gastrice umane în celule de tip beta, echipa a cultivat celulele în grupuri mici numite organoizi şi a constatat că aceste bucăţi de ţesut asemănătoare organului real au devenit rapid sensibile la glucoză, răspunzând cu secreţii de insulină.
Atunci când au fost transplantaţi la şoareci diabetici, organoizii de tip beta au funcţionat în mare măsură ca şi cum ar fi făcut-o celulele beta pancreatice reale, secretănd insulină ca răspuns la creşterile glicemiei şi menţinând astfel nivelul glicemiei la un nivel constant.
De asemenea, transplanturile au continuat să funcţioneze atâta timp cât cercetătorii le-au monitorizat - şase luni - ceea ce sugerează o bună durabilitate.
Dr. Zhou a declarat că el şi laboratorul său trebuie încă să optimizeze metoda lor în diverse moduri înainte ca aceasta să poată fi luată în considerare pentru utilizare clinică.
Printre îmbunătăţirile necesare se numără metode de creştere a scalei de producţie a celulelor beta pentru transplanturile la om şi modificări ale celulelor asemănătoare celulelor beta pentru a le face mai puţin vulnerabile la tipul de atac imunitar care distruge iniţial celulele beta la pacienţii cu diabet zaharat de tip 1.
În cele din urmă, cercetătorii speră să dezvolte o tehnică care să le permită să recolteze relativ uşor celule stem gastrice de la pacienţi, şi apoi, să retransplanteze, câteva săptămâni mai târziu, organoizi secretori de insulină care reglează nivelul de zahăr din sânge fără a fi nevoie de alte medicamente.
