Еднократна инжекция ще лекува диабета

Нов начин за трайно освобождаване от заместителното инсулиново лечение на хората с диабет чрез еднократна инжекция бе открит от британски учени. Изследователският екип от Университета на Бат, прилагайки генна терапия, е успял успешно да превърне чернодробна тъкан в клетки на панкреаса.

Новият подход, наречен от неговите откриватели трансдиференциация (обръщане на едни специализирани клетки директно в други специализирани клетки чрез генно инструктиране), бе описан на 22 януари т.г. в статия, публикувана в надеждно научно списание (Current Biology, Еxperimental Conversion of Liver to Pancreas).

Постижението павира пътя, който през следващите десет години ще позволи на медицината трайно да излекува милиони хора с диабет – смята проф. Джонатан Слейк, ръководител на експеримента. “Резултатите са много насърчаващи”, заяви ученият.

Британският екип от биолози и биохимици е въвел с еднократна инжекция гена pdx1 (абсолютно необходим за развитието на панкреаса) и гена VP16 (стимулира активността на панкреаса), в чернодробни клетки. В резултат на новото им инструктиране, някои от клетките са добили характерните за панкреасната тъкан черти и директно са започнали да произвеждат инсулин. Според проф. Слейк това доказва, че той и неговите колеги са използвали правилния тип ген, който нормално е активен само в панкреасните клетки, и са успели да го накарат да върши същата работа на друго място. Чрез генна терапия в бъдеще ще е възможно част от черния дроб на хората с диабет да се конвертира в инсулинпроизвеждаща тъкан, която да замества загиналите или изчерпани бета клетки на панкреаса.

Авторите на експеримента са променили ембрионите на вид африканска жаба чрeз въвеждане на суперактивна форма на гена pdx1 в чернодробните й клетки (тази жаба има сходен черен дроб и панкреас с този на бозайниците).

В резултат на въведените нови инструкции, част от чернодробните клетки са “забравили” първичната си природа и са се превърнали във всички видове клетки, намиращи се нормално в панкреаса, включително и в инсулинпроизвеждаща тъкан.

Сходен успех е бил постигнат и в култури с човешки клетки, изолирани преди това от чернодробна ракова тъкан, които също били превърнати с помощта на pdx1 в панкреас-подобни клетки. Освен това, веднъж създадени, новите клетки не се превръщат обратно в чернодробна тъкан.

Следващата крачка е генната терапия да се повтори на живо при възрастни мишки и примати – модели на човешки диабет, за да се провери дали експерименталните диабетици могат перманентно да оздравяват с помощта на трансдиференциацията.

Бъдещи проучвания ще могат да отговорят и на важния въпрос дали имунната система при животинските модели на диабет тип 1 няма да атакува новата тъкан, подобно на реакцията преди това спрямо оригиналните острови на панкреаса.

Проблем, който изисква допълнителни усилия, е и това, че повечето от панкреасните клетки (екзокринна тъкан) произвеждат храносмилателни ензими и много по-малка част – ендокринни острови секретират в кръвта хормона инсулин (както и още два други хормона). За лечение на диабета учените трябва да усъвършенстват директната конверсия на чернодробните клетки в островна панкреасна тъкан, която да замести нуждата от всекидневно инсулиново лечение.

Втори научен екип от Университета на Осло в Норвегия обяви междувременно, че се опитва да създаде инсулинпроизвеждащи клетки от кожни клетки, но без да въвежда ген директно в черния дроб.

Вместо това, норвежките изследователи взимат кожна тъкан от пациента с диабет, която чрез трансдиференциация конвертират вън от неговото тяло в островни клетки. Идеята им е да имплантират след това инсулинпроизвеждащата тъкан чрез еднократна инжекция. “Най-силно съм впечатлен от това, че конверсията е траен процес”, заяви Филип Колас, ръководител на норвежкия експеримент. Според него това дава надежда, че обърнатите чрез генно манипулиране клетки ще продължат да следват зададените им нови инструкции (т.е. ще се държат като инсулинпроизвеждащи клетки и когато бъдат имплантирани в тялото).

Днес е възможно чернодробни клетки да се накарат да произвеждат инсулин като в тях просто се въведе повече инсулинов ген. Голямото предизвикателство обаче е да се контролира изявата на този ген, така че командваните от него клетки да произвеждат адекватни количества антидиабетен хормон в отговор на колебанията на кръвната глюкоза. Здравният черен дроб има голям резервен капацитет, така че обръщането на част от неговите клетки в инсулинпроизвеждащи острови не би трябвало да се отразява на нормална му функция.

Различни научни екипи се опитват да създадат специализирани островни клетки и чрез генно инструктиране на ембрионални стволови клетки. Тези клетки са родоначалници на всички тъкани в човешкото тяло и могат да служат като източници освен на инсулинпроизвеждаща тъкан за лечение на диабет, но и на нервна тъкан за лечение на болест на Алцхаймер, болест на Паркинсон или на травматични увреждания на гръбначния мозък, водещи до парализа на тялото.

Хората с диабет имат дефектни бета клетки на панкреаса, които не могат да произвеждат достатъчно инсулин. Недостигът на инсулин (абсолютен при диабет тип 1 и относителен при диабет тип 2) е причина мускулите да не абсорбират достатъчно глюкоза за гориво, което води до прекомерното й натрупване в кръвта. Около 40% от сладките хора (100% от тези с диабет тип 1) се нуждаят от заместителна инсулинова терапия.

Високите нива на кръвна глюкоза за продължителен период от време водят до развитието на хронични усложнения на ретината, бъбреците и нервите. Поради това пациентите със захарна болест и техните лекари се стараят да поддържат с хранителна терапия, физическа активност и инсулин/таблетки нива на кръвната глюкоза толкова близки до нормалните стойности, колкото това е възможно и безопасно. Това активно поведение поддържа диабетиците относително здрави и намалява риска им от свързаните със заболяването хронични усложнения. А, учените се надяват, че в близко бъдеще създаваните от тях островни клетки било чрез трансдиференциация на друга специализирана тъкан, било от ембрионални стволови клетки ще отговарят на нивата на кръвната глюкоза сходно на нормалните островни клетки в човешкия панкреас и ще се превърнат в техен успешен заместител.