У людей с диабетом I типа инсулин-продуцирующие бета-клетки в поджелудочной железе умирают и не заменяются. Без этих клеток организм теряет способность контролировать уровень глюкозы в крови. Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе открыли возможный новый путь к регенерации бета-клеток, что дает представление об основных механизмах, лежащих в основе здорового обмена веществ и диабета. В конце концов, такие исследования могут привести к лучшему лечению или излечению от диабета.
"Мы наблюдаем феноменальные успехи в лечении диабета, но не можем его вылечить," сказал Марк Хейзинг, доцент кафедры нейробиологии, физиологии и поведения в колледже биологических наук Калифорнийского университета в Дэвисе. "Если вы хотите вылечить болезнь, вы должны понимать, как она работает в нормальной ситуации."
Хейзинг – старший автор статьи о работе, опубликованной 4 апреля в журнале Cell Metabolism.
Работая как с лабораторными мышами, так и с тканями человека, Хейзинг изучает, как клетки островков Лангерганса в поджелудочной железе работают вместе, регулируя уровень глюкозы в крови. И у мышей, и у людей островки содержат бета-клетки, которые обнаруживают глюкозу и секретируют инсулин, и другие типы клеток, включая альфа-клетки, которые производят глюкагон, гормон, повышающий уровень сахара в крови. Противоположные эффекты инсулина и глюкагона позволяют организму регулировать уровень сахара в крови и накапливать питательные вещества.
Диабет I типа – это заболевание, состоящее из двух частей. Во-первых, бета-клетки убиваются собственной иммунной системой организма, а затем они не могут регенерировать (или те, которые это делают, погибают). Эффективное лекарство от диабета I типа предполагает решение обеих проблем.
По словам Хейзинга, общепринятая догма заключалась в том, что новые бета-клетки генерируются другими бета-клетками, делящимися друг от друга. Но теперь, применяя новые методы микроскопии, его команда обнаружила разбросанные по краям островков другой тип клеток, которые очень похожи на незрелые бета-клетки.
Эти новые клетки могут вырабатывать инсулин, но у них нет рецепторов для определения глюкозы, поэтому они не могут функционировать как полноценные бета-клетки. Тем не менее, команде Хейзинга удалось наблюдать, как альфа-клетки на островке превращаются в незрелые бета-клетки, а затем созревают в настоящие бета-клетки.
"В системе гораздо больше пластичности, чем предполагалось," Huising сказал.
Понимание основ метаболизма и диабета
По словам Хейзинга, это захватывающий результат по трем причинам. Во-первых, это новая популяция бета-клеток как у людей, так и у мышей, о которой раньше не было известно. Во-вторых, новая популяция может стать источником пополнения бета-клеток, погибших при диабете. Наконец, понимание того, как эти клетки созревают в функционирующие бета-клетки, может помочь в разработке методов лечения диабета стволовыми клетками. Стволовые клетки могут развиваться в широкий спектр других клеток. До сих пор попытки вырастить настоящие бета-клетки из стволовых клеток достигли больших успехов, но эти усилия еще не достигли своего полного потенциала, потому что они зацикливаются на более ранней незрелой стадии.
Это базовое понимание клеток островков может также помочь в понимании диабета типа II, когда бета-клетки не умирают, но становятся неактивными и больше не выделяют / не выделяют инсулин.
"JDRF гордится тем, что поддержал доктора. Хейзинг в этой работе и чрезвычайно взволнован результатами, показанными в статье. Идея использования пластичности островка для регенерации бета-клеток в последние годы стала интригующей возможностью," сказал Эндрю Рэйкман, доктор философии.D., директор по открытию исследований в JDRF. "Работа доктора. Хейзинг и его команда показывают нам не только степень пластичности островковых клеток, но и пути, по которым эти клетки меняют идентичность. В дополнение к этому наблюдения того, что те же процессы, по-видимому, происходят на островках человека, повышают вероятность того, что эти механистические идеи можно будет превратить в терапевтические подходы к лечению диабета."