Kõhunäärme tüvirakud

Siirdamiseks mõeldud kõhunääre saab kasvatada spetsiifilistes kimäärides.

Hormooni insuliini sünteesivad spetsiaalsed pankrease rakud. Kui nad mingil põhjusel surevad, algab 1. tüüpi diabeet: insuliini puuduse tõttu ei suuda meie organid ja kuded glükoosi korralikult imenduda, veresuhkru tase tõuseb ja pärast ainevahetushäiret tekivad tõsised ainevahetuse probleemid. Ja isegi kui me kõrvaldame põhjuse, miks insuliinirakud surid, tuleb need kuidagi taastada.

On ütlematagi selge, et neid saab siirdada kas koos terve kõhunäärmega või ainult nende rakkudega ise, mis moodustavad näärmes iseloomulikud klastrid, mida nimetatakse Langerhansi saarekesteks. Nagu iga siirdamise puhul, tekivad siin paratamatult ka kaks probleemi: esiteks vajame doonorit ja teiseks peame olema pidevalt valmis siirdatud kude tagasi lükkama. Tavaliselt võideldakse tagasilükkamise vastu, pärssides immuunsuse aktiivsust spetsiaalsete ravimitega, kuid siin peate juba olema valmis selleks, et "unine" immuunsussüsteem jätab nakkuse või vähi unarusse..

Hülgamisprobleemi saab vältida, kui siirdatud organ või rakud langevad geneetiliselt kokku selle organismiga, kuhu nad siirdatakse. Kust sellist "teist eksemplari" saada? Ilmselt on siin vaja tüvirakke ja mitte looduslikke embrüonaalseid rakke, vaid indutseeritud rakke, mis saadakse kunstlikult mõne küpse, spetsialiseerunud raku ümberprogrammeerimisel. Näiteks võib patsiendilt naharakud ära võtta tüvirakkudeks, nii et hiljem saaks neist kahjustatud rakkude asendamiseks kasvatada elundi või koe. Kuid paljudel juhtudel on võimatu teha seda, mida on vaja lihtsalt laboripingil - et elund või selle fragment moodustuks nii nagu peab, peab see arenema looduskeskkonnas, st kogu organismis.

Mõni aeg tagasi õnnestus Tokyo ülikooli teadlastel koos kolleegidega Stanfordist kasvatada hiire kehas roti kõhunääre: hiire tüvirakud siirdati rottidesse, mille järel rottide sees kasvatati geneetiliselt hiireorgan. Kuidas aga väldite tagasilükkamist? Fakt on see, et immuunsussüsteem embrüonaalse arengu ajal võtab aega, et õppida eristama "sõpru" ja "võõraid". Tüvirakud siirdati rottide embrüotesse, milles immuunsus alles kujunes - kõik, mida immuunsüsteem enda ümber pungas nägi, pidas ta enda omaks, ja ka muud tüvirakud, millest kõhunääre hiljem saadi, said ka tema jaoks tema..

Lõpuks osutus rauast rott kõiges, välja arvatud suurus - see oli hiire suurune ja selles polnud piisavalt insuliinirakke, et täielikult korvata nende puudus diabeediga rotil. Siis muutsid teadlased loomade rolle ja samal viisil tõstsid nad roti hiire pankrease. Rotte modifitseeriti nii, et nende enda kõhunääre ei moodustunud ega seganud seda, mis kasvab hiire tüvirakkudest. Selle tulemusel said rotid nääre, mis oli hiirtega geneetiliselt kooskõlas, kuid suuruse järgi oli see rott - see tähendab, et siirdamiseks oli rohkem kui piisavalt materjali..

Ajakirjas Nature ilmunud artiklis öeldakse, et diabeediga hiirtel siirdati insuliinrakkude klastrite siirdeid (ja neid oli siirdatud üle saja), nende veresuhkru tase normaliseerus ja püsis normaalselt 370 päeva. Kuna rotirakud sattusid siirdamise ajal kuidagi hiire kehasse, anti hiirtele viis päeva pärast operatsiooni immunosupressante, nii et immuunsus, mis pidi vältimatult reageerima kõrvalistele isikutele, ei väljunud kontrolli alt. Seejärel lakkasid immunosupressandid andmast ja hülgamist ei toimunud. Kui katse lõpus Langerhansi insuliini saarekesed analüüsimiseks eemaldati, ei olnud rotirakke: immuunsus tarbis neid ja pärast ülesande täitmist rahunes - polnud põhjust rünnata insuliini rakke ise, kuna need ei olnud geneetiliselt hiire enda poolt erinevad.

Tavaliselt nimetavad nad tüvirakkudega manipuleerimisel kindlasti vähktõve ohtu: kui selline rakk halveneb, võib see hõlpsalt hakata moodustama pahaloomulist kasvajat. Kuid sel juhul ei ilmnenud hiirtel onkoloogiliste protsesside märke - tõenäoliselt seetõttu, et embrüos (ehkki roti korral) arenesid raua- ja insuliinirakud, see tähendab neile sobivamas keskkonnas.

Niisiis, nagu näeme põhimõtteliselt elundite kasvatamisel, võib üldiselt kasutada mõne teise bioloogilise liigi esindajaid. Kas on võimalik sama protseduuri teha inimese rakkudega ja näiteks sea või lambaga? See on ilmselt üsna tõeline: sisestades inimese tüvirakud seaembrüosse, saame siirdamiseks suurepärase materjali, mis ei ärrita meie immuunsussüsteemi. Enne sellise meetodi kasutuselevõtmist meditsiinipraktikas tuleb siin lisaks paljudele vajalikele katsetustele lahendada ka hulk eetilisi probleeme, mis muidugi tekivad kellelgi paratamatult.

Uuendusliku meditsiini tüvirakkude ravi

(925) 50 254 50

Tüvirakkude pankreatiit

Pankreatiit on kõhunäärme põletikuline protsess. Meie kehas on kõhunääre oluline elund, mis toodab tuntud hormooni insuliini. Lisaks sellele eritab raud kaksteistsõrmiksoole mahla, mis on võimeline neutraliseerima maos sisalduvat hapet, mis aitab kaasa paremale seedimisele. Selles näärmes on kanal, mis avaneb kaksteistsõrmiksoole. Koos moodustavad nad mingi ampulli. Kui nääre on tervislikus seisundis, on rõhk kanalis palju suurem ja vastavalt sellele ei toimu sapi ja soolestiku tagasijooksut. Erinevate rikkumiste korral ilmneb mahla väljavoolus rike ja raud hakkab lihtsalt ise seedima. Nii toimub näärmepõletik, see tähendab pankreatiit.

Pankreatiidi põhjused: alkoholimürgitus, sapipõiehaigus, vigastuse sisemine olemus, ravimite, näiteks antibiootikumide ja antikoagulantide, depressantide pikaajaline kasutamine. Põhjuseks võivad olla ka varasemad nakkused, nagu hepatiit ja mumpsi, veresoonte haigused ja põiekivid. Pankreatiiti on kahte tüüpi: äge ja krooniline.

Pankreatiidi kliiniline pilt

Patsiendil on isu halvenemine, ilmnevad luksumine ja röhitsus, võib esineda iiveldust ja oksendamist. Kõigi ülaltoodu tagajärjel hakkab patsient kaalust alla võtma. Seal on väljaheite rikkumine, kõhulahtisus muutub sagedamaks, kuna toit ei ole võimeline seedima. Patsient kurdab kõhuvalu, mis on sageli vöötme iseloom. Valu on lõikav ja igav, tavaliselt pärast vürtsikute ja rasvaste toitude söömist või pärast alkohoolsete jookide võtmist. Teine sümptom on suukuivus, kehatemperatuur tõuseb, nahk kahvatub, patsiendil on higistamine, keelele ilmub valge tahvel.

Harvadel juhtudel võib tekkida kollatõbi. Kui nääre pea muutub põletikuliseks, ilmneb valu paremas hüpohondriumis ja kui keha - epigastimaalses piirkonnas. Harvemini täheldatakse valu vasakus abaluus ja seljas..

Ravi määrab arst, tavaliselt sõltuvalt haiguse tõsidusest ja ulatusest. See peaks olema terviklikult suunatud nääre funktsioonide taastamisele, haiguse põhjuste kõrvaldamisele.

Ägeda pankreatiidi korral on vajalik patsiendi hospitaliseerimine. Esimesed viis päeva nõuavad ranget voodipuhkust, parem on toidust ajutiselt loobuda. Parem on piirduda leeliselise joomisega, näiteks soodalahuse või mineraalveega, kuid ilma gaasita. Haiglas pestakse patsient maoga, süstitakse uuesti nakatumise vältimiseks antibiootikume. Kuid on ka selliseid juhtumeid, kus kivid muutuvad haiguse põhjustajaks, siis lihtsalt ei saa ilma kirurgilise sekkumiseta kivide eemaldamiseks hakkama.

Selle haiguse peamine ülesanne on nääre koormuse vähendamine, see vajab lihtsalt rahu. Ja parim viis oleks paastumine. Patsient peab jooma liitri vedelikku päevas. See võib olla mineraalvesi, kuid ilma gaasi, erinevate taimsete dekoktideta võib teil olla nõrk tee. Peaasi on meeles pidada, et vedelikku tuleb võtta väikeste lonksudena. Siis, kui ägenemise periood on möödunud, võite võtta madala kalorsusega toite, eelistatavalt aurutatud. Süüa tuleks sageli, viis või kuus korda päevas. On väga oluline süüa valgurikast toitu, kodujuust, porgand ja kõrvits on köögiviljadest kohustuslik toode. Saate süüa teravilja, erinevaid pajaroogasid, tailihakooke, küpsetatud puu- ja köögivilju. Merikapsas on sel juhul väga kasulik, kuna selles on palju koobaltit, seega on see vajalik raua jaoks. Rasvane, vürtsikas, praetud toit on rangelt keelatud. Tugevalt vastuvõetamatu toit kuumade koerte ja kiirtoidu kujul. Samuti ei saa süüa seeni, konserve, suurtes kogustes muna, redist, hapuoblikat, tasub hapukurgid toidust välja jätta.

Ennetamine seisneb range dieedi järgimises, alkohoolsetest jookidest hoidumisest ja suitsetamisest. On vaja välistada ravimite kasutamine, mis hävitavad selle keha ja kogu selle töö. Vajalik on kaariese, sinusiidi ja koletsüstiidi õigeaegne ravi.

Pankreatiidi rakuteraapia

Mida kiiremini lähete kliinikusse rakkudega ravile, seda suurem on tõenäosus, et taastumisprotsess on kiirem ja parem. Lõppude lõpuks põhineb ravimehhanism rakkude võimel asendada kahjustatud piirkonnad, taastades seeläbi elundi funktsionaalsuse.

Sisse viidud rakud asendavad kahjustatud koe terve koega. Kõigil patsientidel täheldati pärast seda ravi ainult positiivseid tulemusi. Valu kaob, nääre ja kõik selle funktsioonid taastatakse, immuunsus tugevneb. Range dieet on välistatud, see toob kaasa asjaolu, et patsiendid hakkavad kaalus juurde võtma.

Rakuteraapia taastab kaotatud võime ensüüme toota. See tähendab, et kogu seedetrakti toimimine paraneb, sümptomid nagu iiveldus, oksendamine, raskused kaovad ja väljaheide normaliseerub. Pole ime, et rakke nimetatakse tervise taastajateks. Kas see pole võimalus kauaoodatud paranemise saamiseks. Tõepoolest, meie kehas täidavad tüvirakud kõigi organite ja kudede taastamise ja normaliseerimise ülesannet. Lihtsalt aja jooksul muutub nende arv aina vähemaks. Ja neid saab suurendada ainult kliinilises keskkonnas rakkude võtmise ja kunstliku kasvatamise abil. Siis viiakse nad inimkehasse ja nad täidavad oma funktsiooni veelgi..

See protsess ei võta nii palju aega, see kõik sõltub keha individuaalsetest võimetest. Või peate võib-olla lahtrid uuesti kasutusele võtma. Meetodit on praktikas kasutatud üle kahekümne kuue aasta..

Ainulaadsed pankrease tüvirakud on diabeedi võti

Meditsiinikooli Diabeedi Uurimisinstituudi teadlased. Miami Milleri Ülikool (Miami Milleri Meditsiinikooli Diabeediuuringute Instituut (DRI)) on kinnitanud inimese kõhunäärmes tüvirakkude olemasolu, mida saab aktiveerida glükoositundlike beetarakkude tootmiseks. Tulemused, mis on avaldatud 27. veebruaril 2018 ajakirjas Cell Reports, on kriitilise tähtsusega suhkruhaigete ravis regeneratiivse rakuteraapia väljatöötamisel..

Teooriat, et kõhunäärmes võivad olla tüvirakud (eellasrakud), mis on potentsiaalselt võimelised parandama Langerhansi saarekesi, on arutatud juba aastakümneid, kuid seda pole veel praktiliselt tõestatud. DRI teadlased suutsid kindlaks teha nende tüvirakkude täpse anatoomilise asukoha ja kinnitada nende proliferatsioonipotentsiaali ning võimet muutuda glükoositundlikeks beetarakkudeks.

"Kõhunäärme tüvirakkude põhjalik uuring aitab meil kasutada endogeenset rakupanka beetarakkude regenereerimiseks ja viib tulevikus välja terapeutiliste lähenemisviiside väljatöötamise I tüüpi diabeediga inimestele," ütleb dr Juan Dominguez-Bendala ), Kõhunäärme tüvirakkude translatiivsete uuringute direktor DRI ja kaasjuht.

"Me usume, et kasutades oma varasemate uuringute tulemusi BMP-7 kasutamise kohta kasvu stimuleerimiseks, saame suunata nende tüvirakkude arengu funktsionaalseteks saarekesteks".

DRI meeskond teatas varem, et luu morfogeneetiline valk 7 (BMP-7) - looduslik kasvufaktor, mille Toidu- ja Ravimiamet (FDA) on juba kliiniliseks kasutamiseks heaks kiitnud - stimuleerib eellasrakke inimese kasvatatud mitte-endokriinsetes kõhunäärme kudedes.

Uues uuringus on teadlased näidanud, et BMP-7-le reageerivad tüvirakud asuvad kõhunäärme kanalites ja näärmekudedes. Lisaks iseloomustab rakke beetarakkude arenguks vajaliku valgu PDX1 ja ALK3 - teatud tüüpi kudede regenereerimisega seotud rakupinna retseptori - ekspressioon..

Molekulaarse andmepüügitehnika abil suutsid teadlased valikuliselt ekstraheerida rakke, mis ekspresseerivad PDX1 ja ALK3, kultiveerida neid laboratoorsetes tingimustes ja näidata, et need võivad BMP-7 juuresolekul paljuneda ning seejärel diferentseeruda beetarakkudeks. Meie uuringute tulemused aitavad teadlastel läheneda regeneratiivsete rakuteraapiate väljatöötamisele 1. tüüpi diabeedi ja potentsiaalselt 2. tüüpi diabeedi korral..

I tüüpi diabeedi korral ilmneb beetarakkude autoimmuunne kahjustus. Seda tüüpi diabeet põhjustab täieliku eluaegse sõltuvuse insuliini süstimisest. Patsient peab pidevalt jälgima veresuhkru taset ja sõltumatult kohandama insuliini annust.

II tüüpi suhkurtõve korral ei ole kõhunäärme võime insuliini toota täielikult kadunud. Kuid keha muutub insuliini suhtes üha vastupidavamaks. Seega, kui keha ei reageeri normaalsele insuliini tasemele veres, peab kõhunääre tootma üha rohkem insuliini. Ilma korraliku ravita viib see kõhunäärme vaeguseni, beetarakkude talitlushäirete ja absoluutse insuliinipuuduseni..

Langerhansi saarekeste siirdamine võimaldab mõnel I tüüpi diabeediga patsiendil elada ilma kohustuslike insuliini süstideta. Doonorirakkudest ei piisa aga miljonite diabeetikute raviks.

Praeguseks on teadlaste jõupingutused keskendunud peamiselt suure hulga pankreaserakkude loomisele siirdamiseks sellistest allikatest nagu embrüonaalsed (hESC), pluripotentsed (hPSC) ja täiskasvanud inimese tüvirakud, aga ka muu hulgas searakud.

Kõige tõhusam ja ohutum lahendus probleemile on nende endi insuliini tootvate rakkude taastamine, mis välistab doonorkoe siirdamise vajaduse ja eemaldab immuunsussüsteemi negatiivse reaktsiooni ohu..

„Võimalus pakkuda välja regeneratiivse meditsiini strateegiaid insuliini tootmise taastamiseks meie enda kõhunäärmes võib ühel päeval asendada pankrease siirdamist või insuliini tootvaid rakke.

1. tüüpi diabeedi korral tähendab see vajadust autoimmuunne reaktsioon alla suruda, et vältida uute insuliini tootvate rakkude hävimist. Sel põhjusel on meie praegused jõupingutused suunatud immuunitaluvuse loomisele, mis kaob vajadus immunosupressantide eluaegse manustamise järele, “ütles diabeediuuringute instituudi direktor Camillo Ricordi.

Teadlased on leidnud kõhunäärmest tüvirakud

Belgia teadlased on avastanud kõhunäärmes uut tüüpi raku, mis võib muutuda insuliini tootvateks rakkudeks. Avastus tõestab võimalust kasutada patsiendi enda tüvirakke saarerakkude funktsiooni taastamiseks diabeedi korral.

I tüüpi diabeedi teke on seotud kõhunäärme nn saarekeste beetarakkude hävimisega, mis vastutavad insuliini tootmise eest. Praegu peetakse seda protsessi, mis põhjustab elukestvat sõltuvust insuliini süstimisest, pöördumatuks..

Tüvirakkude olemasolu täiskasvanud imetajate kõhunäärmes kuni viimase ajani on teadlaste seas kahtlust tekitanud. Enamik teadlasi oli seisukohal, et neid lihtsalt ei eksisteeri ja kõhunäärme vigastuste korral beetarakkude arvu osaline taastamine saavutatakse seda tüüpi küpsete rakkude jagamise teel.

Vaevatuid eellasrakke otsides blokeerisid Brüsseli vaba ülikooli diabeediuuringute keskuse töötajad katsehiirtel kanali, mille kaudu pankrease mahl siseneb sooltesse. See viis elundi kudede põletikuni ja sellele järgnenud beetarakkude arvu suurenemiseni poole võrra. Mõnes uues rakus leiti valk, mida leidub ainult imetajate embrüote kõhunäärmes. Need rakud erinesid omadustest küpsetest beetarakkudest, kuid suutsid neid laboris muundada..

Selleks, et lõplikult tõestada, et tuvastatud rakud on tüvirakud, on vaja näidata, et nad saavad diferentseerumata olekus paljuneda. Kuid igal juhul avab uue kõhunäärmevähi regenereerimismehhanismi avastamine diabeedi ravis uusi perspektiive. Võimalik, et tulevikus suudavad teadlased leida patsientidele mitteinvasiivse ja ohutu viisi, kuidas seda protsessi stimuleerida..

Pankrease beetarakud “kliendi materjalist” - tee insuliinivaba ravi juurde

I tüüpi suhkurtõbi areneb insuliini tootvate pankrease beetarakkude kahjustuse tagajärjel. Insuliini puudus, mis vastutab glükoosi ülekandmise eest rakkudesse, põhjustab vereringes glükoositaseme tõusu. Peaaegu ainus viis selle haiguse raviks - eluaegne insuliini manustamine - ei taga komplikatsioonide puudumist ja põhjustab neid mõnikord.

Selle autoimmuunhaiguse raviks on otsitud alternatiivseid meetodeid: alates insuliinipreparaatide ravimvormide parendamisest kuni doonori beetarakkude siirdamise tehnoloogiateni.

Doonororgani või -koe siirdamisel äratõukereaktsiooni tõenäosus eeldab aga järgnevat immuunsussüsteemi elukestvat allasurumist. Seetõttu tegelevad teadlased beetarakkude loomisega patsiendi enda rakkudest.

Zürichi Šveitsi kõrgema tehnikakooli Martin Fusseneggeri juhitud teadlased on in vitro paljundanud pankrease beetarakkude küpsemise loomuliku protsessi. Selleks võtsid nad doonori rasvkoe rakud ja programmeerisid nad indutseeritud pluripotentseteks tüvirakkudeks. Seejärel viidi neisse rakkudesse keerulisi geenitehnilisi konstruktsioone sisaldavad plasmiidid, tegelikult kunstlikult loodud geneetiline programm, mille rakendamine peaks täpselt taas looma beetarakkude küpsemist suunavate peamiste biokeemiliste tegurite loomuliku dünaamika..

Beetarakkude küpsemises on kesksed kasvufaktorid Ngn3, Pdx1 ja MafA. Kõigi nende molekulide kontsentratsiooni muutus toimub vastavalt teatud korrapärasusele - näiteks ilmub MafA alles neljandal päeval, siis selle kontsentratsioon suureneb järsult ja püsib kõrgel tasemel. Ngn3 ja Pdx1 kontsentratsiooni muutused sõltuvad veelgi keerukamatest stsenaariumidest.

Siiani on teadlased julgustanud rakke küpsema teatud tüüpi, sealhulgas kõhunäärme beetarakkudeks, lisades neile pipeti abil mehaaniliselt vajalikud keemilised ühendid ja signaalmolekulid..

Selle meetodi efektiivsus on umbes 25%: väga raske on lisada õigel ajal õiges koguses kõiki aineid, võttes arvesse kõiki dünaamilisi parameetreid, ja lahter on väga tundlik väikseimate kõrvalekallete suhtes looduslikust programmist.

Uue tehnoloogia abil oli võimalik edukalt muundada 75% rakkudest, mis nagu "päris" beetarakud toodavad insuliini glükoosi juuresolekul - ehkki väiksemates kogustes.

Selliste rakkude kliinilisel kasutamisel on peamine probleem ohutusprobleemid. Tuumori tekkimise ohu tõttu on paljudes riikides indutseeritud pluripotentsete tüvirakkude kasutamine meditsiinipraktikas keelatud; samuti on keelatud rakkude ümberprogrammeerimiseks vajalike viirusvektorite kasutamine - paljuneda võivate rekombinantsete viiruste ilmnemise ohu tõttu.

Teadlaste sõnul vähendab kunstlike geneetiliste programmide kasutamine aga riske. Igal juhul on see töö veel üks samm rakulise tehnoloogia ja üldiselt regeneratiivse meditsiini arengu edu poole..

Tüvirakud sunniti esimest korda tootma insuliini

NIH-i pildigalerii / Flickr

Teadlastel õnnestus tüvirakud muuta beetarakkudeks - need sisalduvad kõhunäärmes ja toodavad hormooni insuliini. Saavutamine võib 1. tüüpi diabeedi ravi oluliselt mõjutada, kuna selle diagnoosiga patsiendid on nüüd sunnitud võtma bakterite sünteesitud insuliini. Tulemused avaldatud ajakirjas Nature Cell Biology.

I tüüpi diabeet on tavaline haigus, mis on põhjustatud insuliini tootvate pankrease beetarakkude hävitamisest inimese enda immuunsussüsteemi poolt. See hormoon osaleb veresuhkru reguleerimises, seega võib insuliini kontsentratsiooni langus põhjustada hüperglükeemiat - glükoosisisalduse suurenemist. Haigusega kaasnevad mitmed potentsiaalselt ohtlikud tüsistused, kuid regulaarne insuliini kasutamine võimaldab teil säilitada normaalset toimimist.

I tüüpi diabeedi põhjus pole praegu teada. Samuti pole võimalusi selle vältimiseks. Lisaks insuliini võtmisele on võimalik ka uute beetarakkude sisseviimine ja kõhunäärme siirdamine, kuid mõlemad meetodid on piiratud, kuna need vajavad sobiva doonori olemasolu. Uus artikkel on pühendatud hiire tüvirakkude edukaks muundamiseks beetarakkudeks. Varem ei olnud seda võimalik saavutada, kuna rakud ei muutunud täielikult funktsionaalseteks. Uue töö osana lõid teadlased Petri tassis kunstlikult tingimused, mis sarnanesid Langerhansi saarekestega - beetarakkude looduslikud kogunemised. Selle tulemusel saadi kultuuris kõrgekvaliteedilisi insuliini tootvaid struktuure, mis pärast siirdamist hiirte näärmesse jätkasid aktiivset toimimist..

"Nüüd saame luua insuliini tootvaid rakke, mis näevad välja ja käituvad peaaegu täpselt nii, nagu iga inimese kehas asuvad kõhunäärme beetarakud," ütles USA autor San Diego California ülikooli kaasautor Mattias Herbock. "See on oluline samm rakkude loomise suunas, mida saab siirdada diabeediga.".

Praegu ei saa seda meetodit lihtsalt inimestele üle kanda, kuna immuunsussüsteem ründab ikkagi uusi rakke. Võimalik lahendus on võtta immuunsussüsteemi pärssivaid ravimeid, kuid see on tulvil muude komplikatsioonide järele, mistõttu proovivad teadlased probleemi lahendamiseks välja pakkuda teistsuguse meetodi. Eelkõige kaalutakse beetarakkude modifitseerimise ideed genoomi redigeerimise tehnoloogiate abil, nii et need ei saaks enam T-tapjate sihtmärkideks.

Leitud viis kõhunäärmerakkude kunstlikuks kasvatamiseks

Esmakordselt on teadlased muundanud inimese tüvirakud edukalt funktsionaalseteks insuliini tootvateks rakkudeks. Uus tehnoloogia võib teha läbimurde I tüüpi diabeedi ravis, välistades vajaduse regulaarsete süstide järele, vahendab Nature Cell Biology..

Nende omaduste tõttu kunstlikult saadud rakud langevad kokku kõhunäärme beetarakkudega, mis suhkruhaigetel halvasti funktsioneerivad.

1. tüüpi suhkurtõbi on autoimmuunhaigus. Keha kaotab võime toota oma insuliini, mille tagajärjel tõuseb veresuhkru tase järsult. Vajalikku hormooni tuleb manustada kunstlikult.

Mõnikord süstitakse patsientidele uusi beetarakke või siirdatakse neile doonorpankreas, kuid nende meetodite kättesaadavus on piiratud, need on keerulised ja kallid..

San Francisco California ülikooli esindajad viisid läbi tüvirakkudega teaduslike katsete sarja. Esimestes katsetes surid rakud ebaküpses staadiumis ega suutnud sekretsiooni insuliini ja glükoosi kontrollida.

Rikke põhjuse mõistmiseks jälgisid teadlased, kuidas beetarakud kehas arenevad. Selgus, et need on kõhunäärmest eraldatud ja asuvad niinimetatud pankrease saarekestes.

Neid siirdati laborihiirtele ja rakud hakkasid tootma insuliini, reageerides suhkru tasemele..

Teadlased kavatsevad jätkata uurimistööd ja luua rakke, mis on potentsiaalselt sobivad inimestele siirdamiseks, samuti uurida CRISPR-i geenitoimetamise tehnoloogia võimalusi.

Varem teatati, et Suurbritannias lõid nad tüvirakke kasutades platsenta miniatuurse analoogi.

Tüvirakud õpivad insuliini tootma

JAGA sõpradega. Ja sotsiaalvõrgustikes ka.

Teadlased otsustavad siirdada tüvirakud otse kõhunääre.

Ehkki iidse Egiptuse ajast alates on I tüüpi suhkurtõve ravis olnud mitmeid olulisi täiustusi, osutub see siiski regulaarseteks insuliinisüstideks, mis on hukule määratud tuhandetele diabeetikutele kogu maailmas..

Sellest kirjutab Chronicle.info viitega pop mechile.

Teadlased tegid aga hiljuti läbimurde, mis aitas ühel päeval vabastada valusast rutiinist: nad muutisid tüvirakud funktsionaalseteks beetarakkudeks, mis suudavad ise insuliini toota.!

"Me suutsime tõesti luua insuliini tootvaid rakke, mis näevad välja ja toimivad nagu pankrease beetarakud.",
- kinnitab projekti üks autoritest, mikrofüsioloog Matthias Hebrock San Francisco California ülikoolist (UCSF).

Tuletame meelde, et 1. tüüpi diabeet tekib seetõttu, et kaob keha võime iseseisvalt insuliini toota. See on omakorda kõhunäärmerakkude immuunsuse hävimise tagajärg ja seetõttu peavad patsiendid regulaarselt tegema kõik nende heaks tehtavad “tööd” ja sisestama enda jaoks vajaliku hormooni käsitsi. Üldiselt võivad nad elada täisväärtuslikku elu, kuid neil on suurem risk neerupuudulikkuse, südamehaiguste, insuldi ja mitmete muude patoloogiate tekkeks. Jah, mõnikord asendatakse insuliinravi uute beetarakkude implanteerimisega - kuid see on haruldane ressurss, mille jaoks on vaja doonoreid.

Probleemi lahendamiseks on teadlased juba pikka aega töötanud tüvirakkude muutmiseks kõhunäärme täisväärtuslikeks beetarakkudeks, kuid ülesanne polnud kerge. "Rakud, mille me koos teiste teadlastega lõime, jäid ebaküpseks - ega suutnud seetõttu veresuhkrule korralikult reageerida ega tootnud insuliini," selgitab Herbock.

Otsus tuli siis, kui teadlased otsustasid tüvirakud siirdada otse kõhunääre. Selle protsessi tulemusena ei ühinenud tüvirakud looduslike kudedega, vaid moodustasid omamoodi väljaulatuvuse - kõhunäärme "saared". Meeskond uuris neid Petri tassis, suurendades selliste klastrite arvu kunstlikult. Selle tulemusel küpsesid pankreaserakud ja funktsioneerisid täpselt nagu tavalised insuliini tootvad tooted!

Vt ka: Diabeedi jaoks saadud tüvirakud

Kõhunäärmes tuvastatud tüvirakud

Kui seni usuti, et kõhunäärmerakkude eelkäijarakke ei eksisteeri, siis enamik teadlasi loobus otsingutest. Ajakiri Cell avaldas aga 2008. aasta jaanuaris töö tulemused, kus näidati selgelt, et kõhunäärme kude sisaldab tüvirakke, mis võivad diferentseeruda beetarakkudeks, mis toodavad insuliini. Uuring viidi läbi hiirtega ja kui selle tulemused kinnitatakse inimestele, siis võib kirjeldatud tüüpi rakkudest saada hädavajalik vahend diabeedi ravis.

"Nende täiskasvanud tüvirakkude üks huvitavamaid omadusi on see, et nad on praktiliselt eristatavad pankrease embrüonaalsetest eellasrakkude tüvirakkudest," ütleb Harry Heimberg Vrije Universiteitist (Belgia, Brüssel). “Me ei leidnud embrüonaalsetest rakkudest olulisi erinevusi, uurides nende morfoloogiat ja geeniekspressiooni mustrit. Kultuuris käituvad nad täpselt nagu rakud, mis põhjustavad embrüogeneesis insuliini tootvaid elemente ”.

Insuliin on vajalik selleks, et rakud saaksid absorbeerida veres lahustunud suhkrut - keha peamist energiaallikat. Teatud diabeedivormidega patsientidel tõuseb suhkru sisaldus veres beetarakkude suutmatuse tõttu toota piisavalt insuliini.

Varasemad uuringud ei ole näidanud koe eellaste olemasolu kõhunäärmes pärast sündi. Beetarakud ise arvati olevat mõnevõrra võimelised jagunema, täiendades seeläbi populatsiooni. "Enamik lakkas neid otsimast, kuna neid on väga vähe ja nad on äärmiselt nõrgalt aktiveeritud".

Heimberg ja tema kolleegid tegid oma töös hiire kõhunäärmega järgmise operatsiooni: nad lõikasid elundi ensüüme eemaldavast kanalist välja selle osa, mille tõttu beetarakkude arv suurenes umbes kahekordselt ühe nädala jooksul. Samuti suurenes insuliini tootmine, mis näitab uute beetarakkude funktsionaalset aktiivsust. Heimberg usub, et regeneratiivset protsessi stimuleerib pärast vigastust tekkiv põletikuline reaktsioon.

Seejärel näidati, et uute beetarakkude diferentseerumine sõltub neurogeniin-3 geenist (Neurogenin 3 (Ngn3)), millel on võtmeroll kõhunäärme arengus embrüogeneesis.

Jääb veel otsustada, mil määral saab uusi andmeid diabeedi all kannatavate patsientide jaoks ekstrapoleerida. Hoolimata asjaolust, et diabeedi ravi tüvirakkudega on võimalik ainult väga kauges tulevikus, saame selle töö tulemuste põhjal sõnastada edasiste uuringute ülesanded: tuleb välja selgitada, kas on võimalik beetarakkude eelkäijaid inimese kõhunäärmest isoleerida ja kultuurides säilitada. in vitro, seejärel siirdatud patsientidele; ja määrake ka kindlaks, millised kasvufaktorid võivad teie enda pankrease tüvirakke aktiveerida.

Kõhunäärme tüvirakud, mis on võimelised tootma insuliini

Eksperdid rõhutavad, et uuring võimaldab meil tuvastada tüvirakkude kasutamise ohtusid, kriitilisi ja ohtlikke positsioone insuliinsõltuva diabeediga inimeste ravis. Eksperdid on näidanud, et HESC päritolu kapseldatud pankreaserakud on võimelised tootma insuliini vastusena kõrgenenud glükoositasemele ilma kehakaalu suurenemiseta. Tulemused on väga olulised - kuna kapseldatud rakud on täielikult funktsionaalsed ja taastatavad.

Uuringus kasutavad spetsialistid bioluminestseeruvat kujutlusvõimet, et näha, kas kapseldatud rakud jäävad pärast implanteerimist kapslisse. Eelkõige on varasemad katsed asendada insuliini tootvaid rakke tõsiste probleemidega..

Kapseldamise tehnoloogia töötati välja doonorirakkude kaitsmiseks immuunsussüsteemi kahjulike mõjude eest. Selle tehnoloogia tulemused on prekliinilistes uuringutes olnud äärmiselt edukad. Projekti sisene uurimisrühm andis kapseldumise lähenemisele tohutu panuse. Oli võimalik tõestada, et kõhunäärme rakud on kapseldamiseks parim võimalus. Uuringute tulemuste kohaselt suutsid spetsialistid tuvastada selle lähenemisviisi suurema usaldusväärsuse võrreldes eellasrakkudega. Rakud püsisid õhukindlalt kuni 150 päeva - katse jooksul kõige pikem periood.

Selle projekti raames võetavate edasiste sammude ja plaanide hulgas on vajaliku kapsli suuruse täpsustamine, mis on piisav inimkeha glükoosile reageerimiseks. Samuti peavad spetsialistid määrama ajavahemiku, mille jooksul kapsel suudab kohe pärast siirdamist toimida. Neid eesmärke arvestades jätkatakse katseid ka tulevikus - on kavas, et sellest tehnoloogiast saab üks tõhusaid vahendeid insuliinsõltuva suhkruhaigusega patsientide raviks.