25 مه 2023- طبق یک مطالعه ی پیش بالینی از محققان دانشکده ی پزشکیWeill Cornell ، سلول های بنیادی معده انسان را می توان به سلول هایی تبدیل کرد که در پاسخ به افزایش سطح قند خون، انسولین ترشح کنند، که رویکردی امیدوارکننده برای درمان دیابت ارائه می دهد.

در این مطالعه که در Nature Cell Biology منتشر شد، محققان نشان دادند که می‌توانند سلول‌های بنیادی به ‌دست‌آمده از بافت معده انسان را بگیرند و آنها را مستقیماً و با کارایی بسیار بالا، برای تبدیل به سلول‌هایی که شباهت زیادی به سلول‌های ترشح کننده انسولین در لوزالمعده (سلول‌های بتا) دارند، برنامه‌ریزی کنند. پیوند گروه‌های کوچکی از این سلول‌ها علائم بیماری را در مدل موشی دیابت معکوس کرد.

پروفسور Joe Zhou، نویسنده ارشد این مطالعه، و استاد پزشکی بازساختی و عضو موسسه هارتمن برای بازسازی اندام درمانی در دانشکده ی پزشکی ویل کورنل، گفت: این یک مطالعه اثبات مفهومی است که یک پایه محکم را برای ایجاد یک درمان مبتنی بر سلول های خود بیمار، برای دیابت نوع 1 و دیابت نوع 2 شدید، در اختیار ما قرار داد.

انسولین هورمونی است که سطح قند خون را تنظیم می کند، بدون آن، قند خون بسیار بالا می رود و باعث دیابت و عوارض متعدد آن می شود. تخمین زده می شود که 1.6 میلیون آمریکایی به دیابت نوع 1 مبتلا هستند که ناشی از یک حمله خود ایمنی است که سلول های بتا را در پانکراس از بین می برد.

حداقل چندین میلیون آمریکایی دیگر به دلیل دیابت نوع 2 شدید، فاقد سلول های بتای کافی هستند. درمان‌های کنونی در چنین مواردی شامل تزریق انسولین(تزریق دستی یا از طریق پمپ) است که دارای معایب متعددی از جمله درد، کنترل بالقوه ناکارآمد قند خون و لزوم پوشیدن تجهیزات دست و پا گیر است.

هدف محققان زیست پزشکی، جایگزینی عملکرد سلول های بتا به روشی طبیعی تر، با پیوند سلول های انسانی است که مانند سلول های بتا کار می کنند تا به طور خودکار سطح قند خون را سنجش کرده و در صورت نیاز انسولین ترشح کنند. در حالت ایده آل، در چنین پیوندهایی از سلول های خود بیمار استفاده می شود تا از مشکل رد پیوند جلوگیری شود.

دکتر Zhou، بیش از 15 سال است که برای رسیدن به این هدف تلاش می کند. در آزمایشات اولیه به عنوان یک محقق فوق دکترا، او کشف کرد که سلول های معمولی لوزالمعده را می توان با فعال کردن سه فاکتور رونویسی - یا پروتئین هایی که بیان ژن را کنترل می کنند - به سلول های بتا تولید کننده ی انسولین تبدیل کرد که منجر به فعال شدن بعدی ژن های مورد نیاز برای توسعه سلول های بتای طبیعی می شود.

در مطالعه ای در سال 2016 بر روی موش ها، او و تیمش نشان دادند که سلول های بنیادی خاصی در معده به نام سلول های بنیادی معده نیز به این روش فعال سازی سه عاملی بسیار حساس هستند.

دکتر Zhou، گفت: معده سلول‌های ترشح‌ کننده ی هورمون خود را می ‌سازد. با این حال، سلول‌های معده و سلول ‌های پانکراس در مرحله جنینی رشد و نمو در مجاورت یکدیگر قرار دارند، بنابراین تعجب ‌آور نیست که سلول‌های بنیادی معده می ‌توانند به آسانی به سلول‌هایی شبیه به سلولهای ترشح کننده ی انسولین یا همان سلولهای بتا تبدیل شوند.

تلاش برای بازتولید این نتایج با استفاده از سلول‌های بنیادی معده انسان، که می‌توان آن‌ها را نسبتاً آسان در یک روش سرپایی به نام آندوسکوپی از بیماران جدا کرد، با موانع فنی مختلف کُند شد. با این حال، در مطالعه ی جدید، که توسط دکتر Xiaofeng Huang، نویسنده اول این مقاله و مربی زیست شناسی مولکولی در دانشکده ی پزشکی ویل کورنلهدایت شد، محققان سرانجام با موفقیت توانستند این کار را انجام دهند.

پس از تبدیل سلول‌های بنیادی معده انسان به سلول‌های شبه بتا، این تیم سلول‌ها را در خوشه‌های کوچکی به نام ارگانوئیدها رشد دادند و دریافتند که این قطعات بافتی اندام­‌مانند به گلوکز حساس هستند، و به سرعت قادر به سنجش غلظت آن و ترشح انسولین هستند.

زمانی که ارگانوئیدهای شبه بتا را به موش‌های دیابتی پیوند زدند تا حد زیادی مانند سلول‌های بتای واقعی پانکراس عمل کردند و در پاسخ به افزایش گلوکز خون، انسولین ترشح ‌کرده و در نتیجه سطح گلوکز خون را ثابت نگه ‌داشتند. پیوندها همچنین تا زمانی که محققان آنها را تحت نظر داشتند - شش ماه - به کار خود ادامه دادند که نشان دهنده ی دوام خوب آنها بود.

دکتر Zhou، گفت: ما هنوز باید روش خود را به طرق مختلف بهینه سازی کنیم تا بتوانیم آن را به صورت بالینی برای بیماران اجرا کنیم. پیشرفت‌های ضروری شامل روش‌هایی برای افزایش مقیاس تولید سلول‌های بتا برای پیوند به انسان و اصلاح سلول‌های شبه بتا برای کاهش آسیب‌پذیری آنها در برابر نوعی از حمله ایمنی است که در ابتدا سلول‌های بتا را در بیماران دیابتی نوع 1 از بین برده است.

در نهایت، محققان امیدوارند که تکنیکی را توسعه دهند که امکان برداشت نسبتاً آسان سلول های بنیادی معده را از بیماران فراهم کند و به دنبال آن، هفته ها بعد، ارگانوئیدهای ترشح کننده ی انسولین را به بیمار پیوند زنند تا سطح قند خون او را بدون نیاز به داروی بیشتر تنظیم کنند.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2023-05-scientists-human-stomach-cells-diabetes.html