تولید سلول های بتای پانکراس کاملاً کاربردی از سلول های بنیادی
انسولین یک هورمون حیاتی است که توسط سلول های بتای پانکراس تولید می شود. دیابت نوع 1 در اثر تخریب این سلول ها ایجاد می شود که در نتیجه بیماران مجبور می شوند انسولین از دست رفته را با تزریق های روزانه متعدد جایگزین کنند.
ترشح انسولین را می توان در بیماران دیابتی با پیوند سلول های بتای جدا شده از پانکراس یک اهدا کننده عضو با مرگ مغزی بازسازی کرد. با این حال، این درمان به طور گسترده معرفی نشده است، زیرا سلول های حداقل دو اهدا کننده برای درمان یک دیابتی مورد نیاز است.
برای مدت طولانی، تلاش‌هایی برای تولید سلول‌های بتا کاربردی از سلول‌های بنیادی انجام شده است که می‌تواند این درمان را به طور فزاینده‌ای رایج کند. با این حال، سلول‌های بتا تولید شده از سلول‌های بنیادی تاکنون نابالغ بوده و ترشح انسولین ضعیفی در آن تنظیم شده است. این ممکن است توضیحی جزئی برای این باشد که چرا هیچ پیشرفتی در آزمایش‌های بالینی بر اساس سلول‌های نابالغ در حال انجام در ایالات متحده به دست نیامده است.
یک گروه تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور تیمو اوتونکوسکی در دانشگاه هلسینکی، تلاش های پیشگامی برای بهینه سازی عملکرد سلول های پانکراس تولید شده از سلول های بنیادی انجام داده است.
در مقاله گسترده‌ای که اخیراً منتشر شده است، این گروه برای اولین بار نشان داده است که سلول‌های بنیادی می‌توانند سلول‌هایی را تشکیل دهند که از نظر ساختار و عملکرد بسیار شبیه جزایر طبیعی پانکراس هستند.
یکی از اعضای این تحقیق می‌گوید: در مطالعه ما، ترشح انسولین به طور معمول در سلول‌ها تنظیم شد و سلول‌ها به تغییرات در سطح گلوکز حتی بهتر از جزایر پانکراس جدا شده از اهداکنندگان عضو که به‌عنوان کنترل استفاده می‌شدند، واکنش نشان دادند.
محققان عملکرد سلول های بتای مشتق شده از سلول های بنیادی را هم در کشت سلولی و هم در مطالعات موش نشان دادند. در دومی، محققان نشان دادند که سلول‌های بتای مشتق از سلول‌های بنیادی پیوند شده به موش‌ها شروع به مدیریت موثر متابولیسم گلوکز موش‌ها کردند.
سطح گلوکز خون در موش‌ها بیشتر از انسان است، تقریباً 8 تا 10 میلی‌مولار. پس از پیوند سلولی، سطح گلوکز خون به میزانی که در انسان مشاهده می‌شود، تقریباً 4 تا 5 میلی‌مولار کاهش یافت.
بررسی عملکرد سلول‌های بتا که اکنون منتشر شده است، جامع‌ترین مورد در این زمینه است: محققان علاوه بر ترشح انسولین، عملکرد سیستم‌هایی را که ترشح انسولین را تنظیم می‌کنند، از جمله متابولیسم و کانال‌های یونی، بررسی کردند.
تیمو اوتونکوسکی می‌گوید: «مطالعه ما به بهبود بیشتر تولید جزایر سلول‌های بنیادی کمک می‌کند، که استفاده از آن‌ها در مدل‌سازی بیماری و سلول‌درمانی را آسان‌تر می‌کند.»
منبع:
- Diego Balboa, Tom Barsby, Väinö Lithovius, Jonna Saarimäki-Vire, Muhmmad Omar-Hmeadi, Oleg Dyachok, Hossam Montaser, Per-Eric Lund, Mingyu Yang, Hazem Ibrahim, Anna Näätänen, Vikash Chandra, Helena Vihinen, Eija Jokitalo, Jouni Kvist, Jarkko Ustinov, Anni I. Nieminen, Emilia Kuuluvainen, Ville Hietakangas, Pekka Katajisto, Joey Lau, Per-Ola Carlsson, Sebastian Barg, Anders Tengholm, Timo Otonkoski. Functional, metabolic and transcriptional maturation of human pancreatic islets derived from stem cells. Nature Biotechnology, 2022; DOI: 10.1038/s41587-022-01219-z
