U studiji iz 2020., istraživači su smislili novi način za nagovaranje ljudskih pluripotentnih matičnih stanica (hPSC) u beta stanice gušterače koje proizvode inzulin. Kada su te stanice koje proizvode inzulin presađene u miševe koji su inducirali akutni oblik dijabetesa, njihovo je stanje brzo izliječeno.

"Ovi su miševi imali vrlo težak dijabetes s očitanjima šećera u krvi od više od 500 miligrama po decilitru krvi - razine koje bi mogle biti kobne za osobu", objasnio je biomedicinski inženjer Jeffrey R. Millman sa Sveučilišta Washington u veljači prošle godine.

"Kada smo miševima dali stanice koje luče inzulin, u roku od dva tjedna njihova se razina glukoze u krvi vratila na normalu i ostala je takva mnogo mjeseci."

Pluripotentne matične stanice su u osnovi prazne, nediferencirane stanice sa sposobnošću rasta u druge vrste stanica koje postoje u cijelom tijelu. Iskorištavanje tog potencijala, u dijabetičkom kontekstu, znači da bi istraživači mogli osmisliti načine za podešavanje matičnih stanica kako bi postale stanice koje proizvode inzulin koje nedostaju dijabetičarima, pomažući im da kontroliraju visok šećer u krvi i ostanu zdravi.

Znanstvenici već godinama istražuju kako to učiniti, izvještavajući o brojnim postepenim uspjesima na životinjskim modelima kako se naše razumijevanje procesa iza manipulacije matičnim stanicama povećava.

Millmanov laboratorij također je bio aktivan. Godine 2016. osmislili su način proizvodnje stanica koje luče inzulin – dobivenih od pacijenata s dijabetesom tipa 1 – koje su funkcionirale kao odgovor na glukozu. Nekoliko godina kasnije, naučili su kako povećati razinu lučenja inzulina u beta stanicama gušterače iz matičnih stanica.

U nedavnom radu, uhvatili su se u koštac s još jednim izazovom: smanjenjem količine 'neciljnih' stanica proizvedenih u tim procesima, kada se prazne stanice diferenciraju u druge vrste neželjenih stanica.

"Uobičajeni problem kada pokušavate transformirati ljudsku matičnu stanicu u beta stanicu koja proizvodi inzulin - ili neuron ili srčanu stanicu - je da proizvodite i druge stanice koje ne želite", rekao je Millman.

"U slučaju beta stanica, mogli bismo dobiti druge vrste stanica gušterače ili stanica jetre."

Ove stanice koje nisu usmjerene na cilj nisu štetne, ali također nisu funkcionalne za svrhe poput kontrole glukoze, što ograničava učinak liječenja matičnim stanicama, s obzirom na to da radite s manje terapeutski relevantnim stanicama, objasnili su istraživači.

Međutim, čini se da ova nedavna tehnika može zadržati ciljanu diferencijaciju stanica.

U studiji iz 2020., tim je otkrio da su čimbenici transkripcije koji potiču matične stanice da postanu stanice gušterače povezani sa stanjem citoskeleta stanice, potporne strukture unutar stanica koja djeluje kao svojevrsni kostur, sastavljen od mikrofilamenata različitih proteinskih vlakana. .

Jedan od tih proteina zove se aktin, koji igra važnu ulogu u staničnoj funkciji, a ispostavilo se i u diferencijaciji stanica.

"Otkrili smo da manipulacija interakcijama stanica-biomaterijal i stanje aktinskog citoskeleta mijenja vrijeme ekspresije endokrinog transkripcionog faktora i sposobnost progenitora gušterače da se diferenciraju u beta stanice dobivene iz matičnih stanica", objasnili su autori u svom radu.

Drugim riječima, možemo učinkovitije osigurati proizvodnju stanica koje proizvode inzulin kontroliranjem aktinskog citoskeleta, a sposobnost da se to učini dobro je za budućnost tretmana matičnim stanicama, ako je mišji model tima nešto što je potrebno.

"Uspjeli smo napraviti više beta stanica, a te su stanice bolje funkcionirale na miševima, od kojih su neki ostali izliječeni više od godinu dana", objasnio je Millman; kontrolne životinje, koje nisu dobile transplantaciju stanica, završile su uginućem, tolika je bila ozbiljnost njihovog induciranog dijabetesa.

To nije sve. Iste citoskeletne manipulacije također su pokazale potencijal za bolju kontrolu diferencijacije drugih vrsta stanica, uključujući stanice jetre, jednjaka, želuca i crijeva, kažu istraživači. Ako je tako, tehnika bi mogla poboljšati tretmane matičnim stanicama za druge vrste patologija, ne samo za dijabetes.

Naravno, još ne možemo poćeti slaviti, jer je metoda do sada testirana samo na životinjama; kao što istraživači naglašavaju, daleko smo od mogućnosti izliječiti ljude ovom vrstom eksperimentalnog liječenja.

Ipak, rezultati su svakako obećavajući i mogli bi nam pokazati put u budućnost u kojoj to možemo učiniti.

"Naša studija u cjelini naglašava da dinamika citoskeleta radi sinergistički s topivim biokemijskim čimbenicima kako bi regulirala sudbinu endodermalnih stanica, otvarajući nove mogućnosti za poboljšanje ishoda diferencijacije", zaključili su autori.

Nalazi su objavljeni u Nature Biotechnology.

Ovaj članak je preuzet sa www.sciencealert.com.

Pročitajte originalni članak.