18 مه 2023- محققان دیابت در دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، حداقل یک دلیل برای این که چرا سلول های ترشح کننده انسولین ساخته شده از سلول های بنیادی در آزمایشگاه به خوبی سلول های طبیعی کار نمی کنند را کشف کردند. این کشف می‌تواند به سرعت پیشرفت در ساخت سلولهای ترشح کننده ی انسولین – به نام سلولهای بتای جزایر – برای درمان دیابت نوع ۱وابسته به انسولین، کمک کند.
از زمانی که دانشمندان برای اولین بار کشف کردند که می‌توانند از سلولهای پوست یا سلولهای چربی افراد نمونه برداری کنند، و آن سلول‌ها را به سلولهای بنیادی تبدیل کنند و سپس سلولهای بنیادی را هدایت کنند تا به سلولهای بتا ترشح کننده انسولین تبدیل شوند، محققان در تلاش بوده‌اند تا این فرآیند را بهبود بخشند. محققان می گویند این یافته های جدید که در 15 مه در مجله Nature Cell Biology منتشر شده است، ممکن است راه را برای تولید سلول های بتای کارآمدتر و موثرتر برای درمان افراد مبتلا به دیابت وابسته به انسولین، هموار کند.
دکتر جفری آر. میلمن، محقق ارشد این مطالعه و استادیار پزشکی و مهندسی بیومدیکال، گفت: ما چندین چیز را آموخته‌ایم که می‌تواند پتانسیل درمانی فوری برای افراد مبتلا به دیابت به همراه داشته باشد. یافته‌های ما نشان می‌دهد که روش‌های فعلی برای تولید سلولهای بتای مشتق از سلولهای بنیادی ممکن است آن‌طور که می‌خواهیم در درمان دیابت مفید نباشند.
در این مطالعه، تیم تحقیقاتی از فناوری پیچیده توالی‌یابی تک سلولی استفاده کرد تا بداند چرا برخی از سلولهای بتای ساخته شده از سلولهای بنیادی نسبت به همتایان طبیعی خود کمتر بالغ شده و در ساخت انسولین کمتر کارآمد هستند.
محققان با استفاده از تکنیکی به نام توالی یابی مولتی اومیک تک سلولی[1]، سلول های بتای مشتق شده از سلول های بنیادی را با سلول های بتا طبیعی مقایسه کرده و دریافتند که سلول های ساخته شده از سلول های بنیادی اغلب در پاسخ به گلوکز انسولین زیادی تولید نمی کنند. علاوه بر این، گاهی اوقات ویژگی های ژنتیکی این سلول ها به سایر انواع سلول های موجود در دستگاه گوارش مانند سلول های کبد یا سلول های روده نزدیک تر هستند.
تیم دکتر میلمن با استفاده از یادگیری ماشینی و روش‌های محاسباتی برای بررسی مجموعه داده‌های وسیعی از DNA از سلولهای بتا منفرد، دریافتند که یکی از دلایلی که سلولهای بتای مشتق شده از سلولهای بنیادی تمایل به نابالغ بودن دارند، بی‌نظمی در ماده‌ای به نام کروماتین در این سلول‌ها است. کروماتین به بسته بندی کردن و از بسته بندی خارج شدن ژن های مختلف در سلول های بتا کمک می کند. محققان ترجیح می‌دهند کروماتین موجود در این سلول‌ها، ژن‌های ترشح کننده انسولین را بازتر و فعال‌تر نگه دارند، و ژن‌هایی را که باعث می‌شوند سلول‌ها بیشتر شبیه به سلولهای کبدی رفتار کنند و به جای ترشح انسولین، چربی تجزیه کنند، را بسته نگه دارند.
دکتر میلمن گفت: ما با دانستن تفاوت‌های کروماتین بین سلولهای بتای طبیعی و سلولهای بتای مشتق از سلولهای بنیادی، بر این باوریم که تنظیم کروماتین برای بهبود کیفیت سلولهای بتای مشتق شده از سلولهای بنیادی و همچنین افزایش تعداد سلولهای بتا، امکان پذیر است.
وی توضیح داد که هر ساله حدود 60هزار نفر در ایالات متحده به دیابت نوع 1 وابسته به انسولین مبتلا می شوند. کارشناسان تخمین می زنند که برای درمان دیابت در این افراد به حدود 60 تریلیون سلول بتا فعال، نیاز دارند.
دکتر میلمن گفت: اما اگر بتوانیم سلول ها را کارآمدتر کنیم، شاید بتوانیم این تعداد را به نصف کاهش دهیم. ما تا رسیدن به این هدف فاصله داریم، اما هر چه سلولهای بتا کارآمدتر باشند، به تولید تعداد کافی از سلولهای بتا برای درمان‌ها نزدیکتر خواهیم شد.
در پیشرفتی دیگر، تیمدکتر میلمن،سلولهای بتای مشتق از سلولهای بنیادی را در موش ها کاشته و دریافتند که پس از شش ماه، بسیاری از کمبودهایی که در چنین سلول‌هایی شناسایی کرده بودند، تنها با قرار دادن سلول‌ها در یک محیط طبیعی، برخلاف ظرف کشت در آزمایشگاه، اصلاح شدند. این نشان می دهد که مشکلات مربوط به کروماتین در سلول های بتا مشتق از سلول های بنیادی، قابل رفع می باشند.
دکتر میلمن گفت: دیابت یک بیماری ویرانگر و مزمن است. سالها هدف ما کمک به افراد مبتلا به دیابت بوده است تا بتوانند انسولین لازم برای پاسخ به گلوکز را در داخل بدنشان تولید کنند. این یافته ها ما را یک قدم به این هدف نزدیکتر می کند.
منبع:
https://medicalxpress.com/news/2023-05-insulin-secreting-cells-derived-stem.html