Ученые нашли «выключатель», который может заставить поджелудочную снова производить инсулин 0 753

Нашли генетический «тормоз»

Главная роль в производстве инсулина принадлежит β-клеткам поджелудочной железы. При диабете их количество или способность нормально функционировать существенно снижаются.

Один из возможных способов восполнить потерю — пересадка донорских клеток или использование клеток, полученных из стволовых. Однако такие технологии сталкиваются с серьезными ограничениями, включая дефицит донорского материала и риск иммунного отторжения.

Авторы нового исследования решили проверить другой вариант: можно ли перепрограммировать собственные клетки протоков поджелудочной железы и заставить их выполнять функции β-клеток.

Результаты работы опубликованы в научном журнале Science Translational Medicine.

Проверили более 19 тысяч генов

Для поиска механизма, препятствующего превращению клеток, ученые использовали технологию CRISPR и последовательно проверили более 19 тысяч генов.

Одной из ключевых мишеней оказался ген ALDH3B2. Выяснилось, что он действует как своеобразный «тормоз», мешающий клеткам протоков менять свою специализацию.

После отключения ALDH3B2 клетки начинали терять характерные признаки клеток протоков и одновременно активировали гены, необходимые для производства и обработки инсулина.

Результат оказался заметным: в обычных условиях в β-подобные клетки превращалось менее 1% клеток, а после блокирования ALDH3B2 их доля достигла 8,5%.

Клеткам пришлось пройти промежуточную стадию

Сам процесс превращения оказался сложнее, чем простое переключение одной функции на другую.

Сначала клетки временно переходили в состояние, напоминающее незрелые клетки-предшественники поджелудочной железы. Затем они постепенно созревали и приобретали свойства клеток, способных производить инсулин.

Таким образом, исследователям удалось обнаружить промежуточный этап, через который клетка проходит при перепрограммировании.

Человеческие клетки испытали на мышах

Затем ученые проверили, смогут ли полученные человеческие клетки работать не только в лаборатории, но и в живом организме. Их пересадили мышам с диабетом.

Клетки прижились, реагировали на изменение уровня глюкозы и выделяли человеческий инсулин. После трансплантации уровень сахара в крови животных снизился почти до нормальных значений, причем эффект сохранялся на протяжении шести недель наблюдения.

Это показало, что перепрограммированные клетки способны не просто приобретать внешние признаки β-клеток, но и выполнять одну из их главных функций.

Вместо редактирования генов — таблетка?

Один из наиболее интересных результатов исследования заключается в том, что воздействовать на обнаруженный механизм потенциально можно без непосредственного редактирования генов.

Похожего эффекта ученым удалось добиться с помощью вещества DEAB, воздействующего на ферменты того же семейства, к которому относится ALDH3B2.

Следующая задача — найти более точные и безопасные молекулы, которые смогут избирательно блокировать нужный механизм.

Если это удастся, а эффективность и безопасность подхода подтвердят дальнейшие исследования, в будущем теоретически может появиться препарат, стимулирующий образование собственных инсулин-продуцирующих клеток.

До лечения людей еще далеко

Несмотря на впечатляющие результаты, говорить о новом лекарстве от диабета пока преждевременно.

Эксперименты проводились с человеческими клетками в лаборатории, а их работу проверяли после пересадки мышам. Исследователям еще предстоит доказать, что аналогичный процесс можно безопасно запустить непосредственно в поджелудочной железе человека.

Отдельная проблема — диабет первого типа. Иммунная система таких пациентов атакует β-клетки, поэтому даже если ученые научатся восстанавливать их, потребуется решить, как защитить новые клетки от повторного разрушения.

Тем не менее обнаружение ALDH3B2 дает ученым новую потенциальную мишень. В перспективе речь может идти о терапии, которая не просто обеспечивает организм инсулином извне, а помогает ему восстановить способность производить собственный.