تمایز سلولهای نارس منجر به اختلال در شکل گیری پانکراس می‌شود
11 اوریل 2016- محققان دانشگاه هلسینکی در فنلاند مکانیسمی را کشف کرده‌اند که به دلیل جهش در ژن STAT3 منجر به اختلال در رشد و توسعه‌ی پانکراس و ابتلا نوزادان به دیابت می‌شود، این جهش سبب می‌گردد سلولهای پانکراس که تولید کننده‌ی گلوکاگون و انسولین هستند، خیلی زودتر از حالت طبیعی تمایز یابند.
درعکس سمت چپ، سلولها در میانه‌ی فرایند تمایز قرار دارند (قرمز انسولین، سبز گلوکاگون و DNA آبی) در عکس سمت راست، این سلولها نزدیک به تمایز کامل هستند و با هم در خوشه‌های سلولی مشابهی از جزایر پانکراس قرار دارند.
دیابت قندی نوزادان (NDM) در کودکان کمتر از 6 ماه ظاهر می‌شود و یک شکل نادر از دیابت است که با جهش در ژنهای اساسی در توسعه یا عملکرد سلولهای بتا اتفاق می‌افتد. در حدود نیمی از موارد این بیماری، دائمی (PNDM) می‌شود. جهش در بیش از 20 ژن تاکنون به عنوان عواملی در بروز انواع دائمی دیابت نوزادان شناسایی شده‌اند. برخلاف دیابت نوع 1، بیماران مبتلا NDM نوعاً دارای اتوآنتی بادیهای معمول مرتبط با دیابت نیستند. با این حال به تازگی کشف شده است که جهش‌هایی که سبب فعال شدن ژن STAT3 می گردند، ممکن است به دیابت نوزادان منجر شود که شامل یک پدیده‌ی اتوایمیون قوی می‌باشد.
این جهش که سبب فعال شدن ژن STAT(در نوع شدید آن K392R) می‌شود، منجر به شدیدترین شکل دیابت نوزادی می‌شود. این جهش در سال 2014 در یک بیمار فنلاندی با پانکراس توسعه نیافته که دارای میزان بالایی آنتی بادی سلولهای بتا در بدو تولد بود، کشف گردید. در این بیمار در سنین بالاتر، چندین نوع از تظاهرات خود ایمنی در اندام‌های مختلف مشاهده شد.
در این مطالعه‌ی جدید، پرفسور Otonkoski، تأثیر جهش STAT3 بر روی توسعه‌ی پانکراس با استفاده از سلولهای پرتوان القایی (IPS) مشتق شده از سلولهای پوست بیماران را بررسی نمود، نتایج این مطالعه در مجله‌ی Cell Reports منتشر شد.
سلولهای iPS از سلولهای پوست مشتق می شوند و از طریق یک روش پیچیده که تقلیدی از مراحل توسعه‌ی طبیعی پانکراس است، در محیط آزمایشگاه به سلولهای جزایر پانکراس تمایز می‌یابند. قبل از تمایز، جهش نقطه‌ای در سلولهای بیمار با استفاده از تکنیک ویرایش ژنومی CRISPR-CAS9 ترمیم گردید، پس از اینکار، تمایز سلولهای بیمار در طول توسعه‌ی لوزالمعده در دو نوع سلول ژنتیکی مشابه امکانپذیر گردید: سلولهایی که حامل جهش بیماریزا بودند و سلولهایی که با استفاده از روش ویرایش ژنومی جهش بیماری‌زای آنها ترمیم شده بود.
نتایج نشان داد که پروتئین STAT3 جهش یافته، که توسط سلولهای بیمار تولید می‌گردد منجر به تمایز زودرس سلولهای پیش ساز پانکراس به سلولهای غدد درون ریز می‌شود که یا انسولین و یا گلوکاگون تولید می‌کنند. نتایج به وضوح در هر دو کشت سلولی و سلولهای پیوند شده به موش آشکار بود و به محققان اجازه داد تا توسعه‌ی سلولها را برای مدت زمان طولانی‌تری مورد مطالعه قرار دهند.
نویسنده‌ی اول این مقاله دکتر Saarimäki-Vire گفت: در این مطالعه ما تأثیر پروتئین جهش یافته ی STAT3 بر عدم توسعه‌ی پانکراس و شروع زود هنگام دیابت در نوزادان حتی بدون تخریب سلولهای پانکراس به دلیل حمله‌ی خودایمنی را کشف کردیم.
پرفسور Otonkoski و Diego Balboaمسئول ویرایش ژنوم، اشاره می‌کنند که اگر چه این جهش بسیار نادر است اما این مطالعه تأثیرات وسیعی را به تصویر کشید، این نتایج اهمیت ژن STAT3 در توسعه‌ی پانکراس را که پیش از این ناشناخته بود، هویدا کرد. ما همچنین توانستیم با استفاده از تکنولوژیهای جدید سلولهای بنیادی و روشهای ویرایش ژنوم، مکانیسم‌های زیر بنایی این جهش‌های بیماریزا را با موفقیت و دقت آنالیز نماییم. ما قصد داریم با استفاده از همین روشها به مطالعه‌ی ژنهای در انواع دیگر دیابت در آینده بپردازیم.
منبع:www.sciencedaily.com/releases/2017/04/170411135854.htm