Naděje pro diabetiky: Vědci „hacknuli“ žaludeční buňky, a ty začaly produkovat inzulín

Experiment vedený vědci z Weill Cornell Medicine v USA odhalil, že transplantace žaludečních buněk vylučujících inzulín označované jako GINS (z anglického gastric insulin-secreting cells) zvrátily diabetes u myší.

Pankreatické beta buňky za normálního stavu uvolňují hormon inzulín v reakci na zvýšení hladiny cukru v krvi. U lidí s diabetem jsou ale tyto tkáně poškozeny nebo odumírají, v důsledku čehož nedochází k produkci inzulínu. Inzulín je hormon, který buňky potřebují, aby dokázaly odebírat glukózu z krve a využívat ji jako zdroj energie. Pokud k tomu nedochází, nastává v těle hyperglykémie.

I když žaludeční buňky GINS, jak název napovídá, nejsou beta buňky, mohou napodobovat jejich funkci. Žaludeční tkáň obsahuje spoustu kmenových buněk, které se rychle množí a mohou se transformovat na mnoho dalších typů buněk. A právě protokol na tvorbu GINS buněk z těchto kmenových buněk byl nedávno publikován americkými vědci ve velmi prestižním odborném časopisu Nature Cell Biology. Cílem je, aby lidem s diabetem mohly být implementovány buňky GINS, které jsou vytvořeny z jejich vlastních kmenových buněk. Tím by se omezilo riziko odmítnutí.

„Žaludek vytváří své vlastní buňky vylučující hormony a zároveň žaludeční buňky a buňky slinivky břišní sousedí v embryonálním stádiu vývoje. V tomto smyslu tak není úplně překvapivé, že žaludeční kmenové buňky lze tak snadno přeměnit na buňky podobné beta buňkám, které produkují inzulín,“ říká Qiao Zhou, docent regenerativní medicíny na Weill Cornell Medicine v New Yorku.

Mnoho let se vědci pokoušeli o to, aby něco takového fungovalo, nicméně velkého úspěchu se až dosud nedočkali. V právě publikovaném výzkumu tým aktivoval v určitém pořadí produkci tří specifických proteinů v buňkách, které řídí genovou expresi. V důsledku toho je u buněk spuštěna transformaci na buňky GINS.

Proces přeprogramování je vysoce účinný, a když byly buňky pěstovány v malých shlucích známých jako organoidy, vykazovaly citlivost ke glukóze. Vědci byli dokonce schopni prokázat i dlouhodobé účinky – podařilo se jim zmírnit diabetes u myší.

Produkce buněk GINS z buněk žaludku není nijak zvlášť komplikovaný proces, říkají vědci. Potřeba je k tomu jen několik dní. Takto připravené organoidy pak po transplantaci mohou vydržet mnoho měsíců.

„Gastrické organoidy vylučující inzulín vykazovaly glukózovou odezvu 10 dní po indukci,“ poznamenávají vědci ve své zprávě. „Stabilní byly po transplantaci po celou dobu, kdy jsme je sledovali, tj. 6 měsíců, vylučovaly lidský inzulín, a dokonce zvrátily diabetes u živých myší.“

Inzulínový hormon je klíčový při regulaci glukózy v krvi. Bez jeho dostatečné hladiny se vystavujeme riziku různých zdravotních komplikací. S diabetem prvního typu mohou pomoci inzulínové injekce, které pomáhají udržet hladinu glukózy pod kontrolou. Použití buněk GINS v lékařské praxi je ještě daleko, tělu by ale umožnilo řídit hladiny inzulínu o něco přirozeněji, než je tomu v případě inzulínových injekcí.

V rámci studie výzkumníci zaznamenali několik rozdílů mezi lidskou a myší žaludeční tkání, které je třeba řešit v budoucích studiích. První náznaky jsou ale slibné. „Toto je studie proof-of-concept (dokázání, že daný přístup může fungovat), která nám poskytuje pevný základ pro vývoj léčby diabetu 1. typu a těžkého diabetu 2. typu založeného na vlastních buňkách pacientů,“ uzavírá Qiao Zhou, který tým vědců vedl.

Originální publikace Nature Cell Biology (impact factor 28.2)

Zdroj: Science Alert

Zdroj titulního obrázku: National Cancer Institute, Unsplash