تولید سلولهای بتا در آزمایشگاه
12 آوریل 2016- تولید سلولهای بتای کاملاً کارآمد در آزمایشگاه برای محققان تاکنون یک چالش بزرگ بوده است. هنگامیکه سلولهای بنیادی انسان به سلولهای بتا در ظرف آزمایشگاه تبدیل می شوند تنها تا مرحله ی پیش ساز سلولهای بتا پیش رفته و تکامل آنها به سلولهای بتای بالغ متوقف می شود در این وضعیت این سلولها قادر به تولید انسولین در پاسخ به گلوکز نمی باشند.
حال ، دانشمندان گزارشی را در مجله ی Cell Metabolismمنتشر نمودند که در آن به کشف پروتئینی اشاره شده است که فرآیند بلوغ این سلولها را در محیط آزمایشگاه فعال می نماید و براین مانع دیرینه در تولید سلولهای بتا برای درمان دیابت غلبه می نماید.
نویسنده ی ارشد این مقاله دکتر Evansاز انستیتوی سالک می گوید: با این سوئیچ جدید، تولید سلولهای بتای انسانی بالغ و کارآمد، درمحیط آزمایشگاه مانند نوع طبیعی آن امکان پذیر گردید. این مشکل اصلی ترین مانع برای تولید سلولهای بتای بالغ و کارآمد بود وغلبه بر آن به بزرگترین چالش برای محققان تبدیل شده بود.
دکتر ایوانز توضیح می دهد که برای ایجاد انواع سلولها ازسلولهای بنیادی درآزمایشگاه، باید به ابتدای جاده ی تعیین مسیر انشعاب سلولهای جنینی به سلولهای دیگر مانند سلولهای عصبی، پوست، عضلانی یا هر نوع سلول دیگر بازگشت. اما نکات بسیاری برای رشد ونمو سلولهای بنیادی به یک نوع سلول ویژه ی کامل و کارآمد وجود دارد. درمورد تولید سلولهای بتای پانکراس ازسلولهای بنیادی مشکل اصلی توقف در مرحله ی اولیه ی رشد بود.
برای بررسی تفاوت سلولهای بتای جنینی و بالغ و تعیین آنچه ممکن است گام بعدی را در این فرآیند آغاز نماید، دکتر ایوانزوهمکارانش به آنالیز ترکیب transcriptomes سلول انسان پرداختند. آنها کشف کردند که درسلولهای بتای بالغ پروتئین گیرنده ی هسته ای بنام estrogen-related receptor γیا ERRγبه میزان بسیار زیادتری نسبت به نوع نابالغ وجود دارد. تیم دکتر ایوانز پیش از این، بر روی این پروتئین کار کرده بودند این پروتئین موجب ایجاد استقامت بیشتر در زمان دویدن می شود. درعضلات پروتئین ERRγ سبب القاء رشد میتوکندریهای بیشتر شده و اکسیداسیون قندها و چربیها را برای تولید انرژی بیشتربالا می برد.
دکتر ایوانز می گوید: وجود مقادیر زیادی از ERRγ درسلولهای بتا بسیار تعجب آور بود، اما سلولهای بتا مجبور به تولید مقادیر زیادی انسولین با سرعت زیاد برای کنترل قند خون هستند که فرآیندی شدیدا انرژی خواه است و وجود ERRγ می تواند با این نیاز توجیه شود.
هنگامیکه محققان موشهای فاقد ERRγرا تولید نمودند، متوجه شدند که سلولهای بتای این حیوانات قادر به تولید انسولین درپاسخ به افزایش ناگهانی قندخون نمی باشند اما هنگامیکه دانشمندان سلولهای شبه بتای انسانی را در محیط آزمایشگاه وادار به تولید مقادیر بیشتری ERRγنمودند، سلولها درمحیط کشت به افزایش قند پاسخ داده و تولید انسولین را آغاز نمودند. برای بررسی بیشتر سلولهای بالغ درمحیط کشت، محققان این سلولها را در بدن موشهای دیابتی کاشتند. آنها دریافتند که از روز اول پیوند، سلولها تولید انسولین را در پاسخ به افزایش ناگهانی قند خون آغاز نموده و دیابت را در موش کنترل کردند.
دکتر ایوانز می گوید: با دیدن این نتایج بسیار هیجان زده شدیم ، محققان نتیجه گیری نمودند که روشن نمودن سوئیچ ERRγبه تنهایی برای تبدیل سلولهای بتا از مرحله ی جنینی به بالغ درمحیط کشت کافی است و قدرت نجات موجود زنده را از بیماری دیابت دارد.
دکتر ایوانز می گوید: با نگاهی به نتایج آزمایشات گذشته در می یابیم توقف سلولهای بتا در مرحله ی جنینی به دلیل عدم نیاز جنین به تولید انسولین است زیرا جنین مقدار ثابتی از قند را از طریق جفت ازمادر دریافت می کند، ما فکر می کنیم فعال شدن سوئیچ مولکولی ERRγرویداد مهمی برای دستیابی به ویژگیهای سلولی برای بلوغ است.
او می افزاید: این سوئیچ هنگامیکه نوزاد اولین بار در خارج از بدن مادر تنفس می کند بطور طبیعی فعال می شود زیرا با اکسیژن دار شدن خون، متابولیسم اکسیداتیو فعال می شود. من تصور می کنم این تحقیق ما را به دوره ی جدیدی در تولید سلولهای کارآمد بتا منتقل می کند، محققان درحال برنامه ریزی برای کشف این فرایند درمدلهای پیچیده تر برای درمان دیابت هستند.
منبع:www.medicalnewstoday.com/releases/308971.php