Підшлункова залоза, ключ до лікування цукрового діабету Sciences et Avenir
Опубліковано 26.10.2018 17:26
Що робити, якщо клітини підшлункової залози змогли адаптуватися, щоб компенсувати нестачу інсуліну? Дослідження проливає світло на несподіваний ступінь пластичності клітин, відкриваючи шлях для нових досягнень у лікуванні діабету.
Поперечний розріз підшлункової залози, клітин підшлункової залози.
Відкриття групи дослідників із Женевського університету можуть відкрити нові перспективи в лікуванні діабету. Вони базуються на цьому спостереженні: певні клітини підшлункової залози, які спочатку не спеціалізувались на виробництві інсуліну, здатні змінити свою функцію і почати її виробляти. У підшлунковій залозі у мишей, як і у людей, мешкає кілька типів клітин, відповідальних за вироблення гормонів, які регулюють рівень цукру в крові. Ці клітини зібрані в невеликі структури в межах органу - острівців підшлункової залози.
Усередині острівців є так звані «бета» клітини, відповідальні за вироблення інсуліну - молекули, яка зменшує кількість цукру, присутнього в крові. При діабеті 1 типу аутоімунна реакція руйнує ці клітини. За відсутності інсуліну люди з діабетом перебувають у постійній гіперглікемії (тобто із занадто великим вмістом цукру в крові), що пошкоджує нирки, очі, нейрони та збільшує ймовірність серцевого нападу або інфаркту. Сучасні методи лікування діабету 1 типу по суті складаються з ін’єкцій інсуліну, щоб компенсувати той факт, що цей гормон більше не виробляється організмом.
Зміна активності клітин
Однак у дослідженні, опублікованому в журналі "Nature" в 2010 році, команда професора Педро Еррера з Женевського університету встановила, що інші клітини підшлункової залози, що знаходяться на острівцях, змінюють свою активність, щоб почати виробляти інсулін, коли бета-клітини масово руйнуються у мишей. "Ми були здивовані, побачивши цю зміну ідентичності диференційованої клітини", - говорить Фабріціо Торел, співавтор цієї статті. Наші експерименти з генетичного відстеження клітин виявили, що певні типи клітин островів змогли змінити свою функцію. не обмежується клітинами підшлункової залози, оскільки дослідження 2003 року вже виявило подібне явище на рівні клітин крові.
Клітини, перетворені на острівцях підшлункової залози в нові клітини, що виробляють інсулін, спочатку є або альфа-клітинами, відповідальними за вироблення глюкагону, гормону, що підвищує концентрацію цукру в крові (протилежний ефект інсуліну), або дельта-клітинами, відповідальними для регулювання активності альфа-клітин і бета-клітин. Завдяки цій клітинній пластичності підшлункова залоза має силу регенерації. На жаль, "було помічено, що це явище було обмежене дуже малою кількістю клітин, причому максимум від 1 до 2%", підкреслює дослідник.
У новому дослідженні, опублікованому в журналі Nature Cell Biology, дослідники спробували краще зрозуміти механізм, що діє в цих перетвореннях, і розпізнати молекулярні сигнали, відповідальні за цю зміну. Їхні дослідження показали, що явище реконверсії у мишей пов'язане з безпосереднім оточенням клітин. Ці явища перетворення клітин сприяє не надлишок цукру в крові, а відсутність інсуліну в острівцях підшлункової залози. Якщо бета-клітини на острові знищені, сусідні клітини відчувають нестачу інсуліну. Іншими словами, наявність інсуліну локально пригнічує перетворення альфа- та дельта-клітин у звичайних умовах; навпаки, відсутність інсуліну викликає цю зміну ідентичності. Це явище є оборотним, оскільки альфа-клітини, перетворені в продуценти інсуліну, можуть повернутися до своєї старої функції, якщо відновити передачу сигналів про інсулін на острові.
Посилити природні механізми перепрограмування клітин
Отже, дослідникам вдалося вирішити ще одне важливе питання: чи можливо штучно підсилити це явище, заохочуючи всі альфа-клітини у мишей до реконверсії? Ключовий досвід дозволив відповісти на них. Штучно викликаючи фактор PDX1, ген, який зазвичай експресується в бета-клітинах, дослідники спостерігали вражаючий результат: більшість альфа-клітин, 70%, почали виробляти інсулін! Таким чином, ця здатність до перетворення клітин не обмежується 1-2% альфа-клітин.
Залишається з’ясувати, чи можуть ці результати призвести до терапії для лікування діабету 1 типу у людей, що є непростим завданням. "Встановлення того, чи існує це явище, чи його можна викликати у людей, не очевидно, - пояснює Фабріціо Торел, - але перші спостереження, зроблені на культурах острівців підшлункової залози людини, обнадіюють і припускають, що клітини людини могли б поводитися однаково" . Навіть якщо ми ще далеко від лікування, це дослідження виявило явище, за яким варто уважно спостерігати.