استفاده از سلولهای بنیادی برای کشف مکانیزیم اختلال عملکرد سلولهای بتا در دیابت

 13 نوامبر 2013- محققین موسسه ی سلولهای بنیادی نیویورک NYSCFو مرکز پزشکی دانشگاه کلومبیا CUMCبا استفاده از سلولهای بنیادی گرفته شده از پوست بیماران مبتلا به نوع نادری از  دیابت- " سندرم Wolfram" - توانستند مسیر بیولوژیکی مهمی که در اختلال عملکرد سلولهای بتا نقش دارد را شناسایی کنند. یافته های این تحقیق توسط دکتر Shangوهمکارانش  درمجله ی Diabetesمنتشر گردید.

دانشمندان مرکزNYSCFسلولهای بنیادی القایی پلوری پوتنتی را از نمونه های پوستی بیماران مبتلا به سندرمWolframتولید کردند. سپس این سلولهای بنیادی را به سلولهای بتا تبدیل کرده و یک مدل انسانی دیابت درمحیط آزمایشگاه را بوجود آوردند. دانشمندان نشان دادند که از دست رفتن عملکرد سلولهای بتا در ترشح انسولین به دلیل استرس شبکه ی اندوپلاسمی و اختلال در نحوه ی پیچش پروتئین ها در شبکه ی اندوپلاسمی است. آنها یک ماده ی شیمیایی به نام 4 فنیل بوتیریک اسید را که سبب جلوگیری از بروز این استرس می شود را شناسایی نمودند. استفاده از این ماده از اختلال عملکرد سلولهای بتا جلوگیری می کند.

دانشمندان می گویند: ماده ی 4 فنیل بوتیریک اسید می تواند هدف مداخلات کلینیکی برای درمان  دیابت در آینده باشد.

پرفسور Egliمی گوید: این سلولها یک مکانیزم مهم را که سبب ازکار افتادن سلولهای بتا در دیابت می شود، آشکار کردند. سلولهای iPSانسانی در آزمایشگاه یک قدم ما را در تحقیقات این بیماری و کشف درمانهای جدید به جلو برد.

 سندرم Wolframنوع نادری از دیابت  است که غالباً به دلیل یک اختلال  ژنتیکی کشنده  ایجاد می شود و سبب بروز دیابت وابسته به انسولین، از دست رفتن بینایی و ناشنوایی می گردد.

پرفسور Egliمی گوید: از آنجائیکه همه ی انواع دیابت به دلیل عدم توانایی سلولهای بتای  پانکراس در تولید مقدار کافی انسولین در پاسخ به غلظت قند خون ایجاد می شود، مدل سلولهای بنیادی بیماری Wolframاین امکان را فراهم کرد که مسیر اختصاصی از دست رفتن  قدرت  سلولهای  بتا را در انواع شایع  دیابت بررسی کنیم.

این مدل سلولی همچنین دانشمندان را قادر نمود که استراتژی های  موجود برای بازگرداندن عملکرد سلولهای بتا و کاربرد آن در درمان انواع مختلف بیماری دیابت را آزمایش کنند.

دکتر Solomonمی گوید: تکنولوژی استفاده از سلولهای بنیادی به دانشمندان در مطالعه ی این بیماری ناتوان کننده بطرز  دقیق تر کمک کرد. دانشمندان توانستند علل بروزعلایم دیابت را کشف کرده و داروهای جدید احتمالی موثر برای درمان آن را بیابند.

دکترLeibelمی گوید: این گزارش مجدداً بر استفاده از آزمایش دقیق اختلالات نادر انسانی به عنوان مسیری برای شناسایی انواع شایع تر بیماری تاکید دارد.

توانایی دانشمندان درتولید سلولهای ترشح کننده ی انسولین از سلولهای پوست بیماران مبتلا به سندرم  Wolframواستفاده از تکنیک های استفاده از سلولهای بنیادی به کشف نقش استرس ERدر پاتوژنز دیابت کمک کرد. استفاده از داروهایی که بتوانند چنین استرس هایی را کاهش دهند ممکن است در پیشگیری و درمان دیابت  بکار رود.

بیماران مبتلا به سندرم Wolframاز کودکی نیاز به تزریق روزانه ی انسولین  دارند و همه ی آنها بینایی خود را از دست میدهند. یک لاین سلولی دیگر که توسط انستیتو Coriellبدست آمد برنامه ریزی مجدد شد و به فرم سلولهای پلوریپوتنت تبدیل شد که مشابهت زیادی به سلولهای جنینی دارند. یک لاین سلولiPSکه از افراد سالم بدست آمد به عنوان گروه کنترل برای مقایسه با سلولهای  گرفته شده از پوست افراد بیمار بکار گرفته شد.

 محققین سلولهای iPSرا از نمونه های Wolframو افراد سالم طی یک فرآیند پیچیده چند هفته ای به سلولهای بتا تبدیل نمودند. سپس دانشمندان هر دو این سلولها را به موشهایی که سیستم ایمنی  آنها سرکوب شده بود در زیر کپسول کلیوی موشها پیوند زدند. سلولهای بتای منشاء گرفته از نمونه های  مبتلا به سندرم Wolframمقادیر کمتری انسولین درمحیط  پیوند شده تولید و مقدار کمتری انسولین به جریان خون موش هنگام چالش با قند خون ترشح کردند.

 یافته ی کلیدی بدست آمده از این سلولهای بتای القایی نشان داد که مارکرهای استرس ERدر این سلولها افزایش می یابد. درمان  با 4 فنیل بوتیرات موجب کاهش  استرس  ERوافزایش مقدار تولید  انسولین توسط سلولهای بتا می شود، درنتیجه سبب افزایش توانایی ترشح انسولین در پاسخ به افزایش  گلوکز می گردد. شواهد  مستقیم  بدست آمده  از موشها همانند شواهد  انسانی  بدست آمده از دیابت نوع 1 و 2 ، نقش مکانیزم پاسخ شبکه ی اندوپلاسمی به استرس در بقاء سلولهای تولید کننده انسولین را آشکار نمود. مکانیزم های پاسخ  استرس ERمخالف استرس  ایمنی  ایجاد شده در دیابت  نوع 1 و استرس متابولیک ایجاد شده به دلیل  قندخون بالا درهر دو نوع دیابت است. هنگامیکه  پاسخ استرس ERسرکوب می شود سلولها از بین میروند و نتیجه ی آن کاهش  تعداد سلولهای تولید  کننده ی انسولین است.

مترجم: ماندانا فرخی نیا

منبع : www.sciencedaily.com/releases/2013/11/131113102046.htm