تولید سلولهای بتا از بافت چربی

11 آوریل 2016- محققان دپارتمان علوم بیوسیستم ها در ETH زوریخ و مهندسی در بازل موفق به انجام شاهکاری شده اند که تاکنون غیر ممکن بوده است: آنها سلولهای بنیادی را از بافت چربی یک فرد 50 ساله استخراج کرده و با برنامه ریزی مجدد  ژنتیکی به سلولهای بتای بالغ و کارآمد تبدیل کردند. این سلولها در حضورگلوکز، به تولید انسولین  می پردازند. درست مانند سلولهای بتای طبیعی که در پانکراس قرار دارند. نتایج این تحقیقات درمجله ی Nature Communicationsمنتشر گردید. محققان با بررسی این سلولهای بنیادی و افزودن یک  شبکه ی مصنوعی بسیار پیچیده ی ژنی- یا نرم افزار ژنتیکی-  به این موفقیت دست یافتند. آنها این شبکه ی مصنوعی را به دقت و بر اساس  فاکتورهای رشد کلیدی  دخیل در فرآیند بلوغ این سلولها طراحی نمودند.

عوامل اصلی این فرآیند، فاکتورهای رشد Ngn3, Pdx1،MafAهستند. غلظت این فاکتورها در طی  فرآیند تمایز تغییر می کند به عنوان مثال MafAدر آغاز بلوغ وجود ندارد، تنها در روز چهارم درمرحله ی نهایی تمایز ظاهر می شود و غلظت آن به شدت افزایش می یابد و درهمین  میزان باقی می ماند. با این حال تغییرات غلظت Ngn3, Pdx1بسیار پیچیده تر است: درحالیکه  غلظت Ngn3  افزایش می یابد و سپس مجدداً افت می کند، غلظت Pdx1در ابتدا و در انتهای بلوغ افزایش می یابد.

دکتر Fusseneggerاستاد بیوتکنولوژی و مهندسی زیستی در ETHزوریخ می گوید: برای تولید سلولهای بتای کارآمد انجام این فرایندها بصورتی که شباهت زیادی به فرآیند طبیعی آن داشته باشد ضروری است، زمان بندی ومقدار مناسب این عوامل رشد بسیار مهم می باشد.

 به عقیده ی دکتر Fussenegger  دستیابی  به موفقیت  واقعی ارائه  این شبکه ی ژنی مصنوعی برای رسیدن به برنامه ریزی  مجدد ژنتیکی  و تولید سلولهای بتای بالغ است. تاکنون دانشمندان با اضافه کردن مواد شیمیایی و پروتئین ها با استفاده از پیپت های مختلف این فرآیند را کنترل می کردند، که البته  این کار نه تنها سخت بود بلکه  افزودن این عوامل کلیدی در مقادیر مناسب و در زمان مناسب غیر ممکن بود درحالیکه  در روش جدید با ارائه ی  یک نرم افزار ژنتیکی  به سلولهای  بنیادی  می توان با  موفقیت از هر 4 سلول بنیادی استخراج شده از بافت چربی 3 سلول را به سلولهای بتای بالغ تبدیل نمود. او می افزاید: این سلولها نه تنها ظاهری بسیار مشابه به همتایان طبیعی خود دارند بلکه هر دو شامل  لکه های سیاه شناخته شده ای به نام گرانول هستند که محل ذخیره ی انسولین  می باشند.  سلولهای بتای مصنوعی به طریقی بسیار مشابه با انواع طبیعی  عمل می کنند اما قابلیت  ترشح انسولین آنها به اندازه ی سلولهای بتای طبیعی نیست . نکته ی کلیدی این است که محققان  برای اولین بار موفق به تقلید کل زنجیره ی این فرآیند طبیعی از سلول بنیادی به مرحله ی سلولهای بتای تمایز یافته شدند.

ایمپلنت سلولهای درون زا

درآینده این گروه از محققان قادر خواهند بود سلولهای بتای جدیدی را از بافت چربی بیماران دیابتی تولید و به بدن بیماران پیوند زنند.

 در گذشته پیوند سلولهای بتا نیاز به مصرف داورهای سرکوبگر ایمنی داشت. در این روش  از آنجاییکه سلولهای  بتا از منبعی در درون بدن خود بیمار گرفته می شود، نیازی به مصرف مواد سرکربگر سیستم ایمنی ندارد.  دکتر Fusseneggerمی گوید: به همین دلیل این کار تحقیقاتی در درمان دیابت بسیار جالب توجه و مهم است.

 بلوغ کامل در پتری دیش

 تاکنون محققان ETHصرفاً سلولهای بتای کشت شده را به یک فرد دیابتی پیوند زده اند زیرا آنها می خواستند بدانند این سلولهای بنیادی با استفاده از برنامه نویسی ژنتیکی جدید از سلولهای بنیادی به سلولهای بتای کامل تمایز می یابند. دکتر Fussenegger  متقاعد شده است که از این روش جدید می توان برای تولید  سایر انواع سلولها استفاده کرد. سلولهای بنیادی استخراج شده از بافت چربی هر فرد را می توان با نرم افزار ژنتیکی مربوط به هر نوع سلول به سلول دلخواه و مورد نظر تبدیل نمود و از آنجائیکه  در بدن اکثر افراد مقادیر زیادی چربی وجود دارد، محدودیتی درتولید این سلولها وجود نخواهد داشت.

 منبع: www.sciencedaily.com/releases/2016/04/160411082310.htm