19آوریل 2022 - پانکراس یک تنظیم کننده کلیدی متابولیسم است. زمانی که سلول‌های بتای پانکراس قادر به تولید مقدار کافی انسولین نباشند، سطح قند خون به‌طور خطرناکی افزایش می‌یابد، پدیده‌ای که به عنوان هایپرگلایسمی شناخته می‌شود و باعث ایجاد دیابت می‌شود. تیمی از دانشگاه ژنو (UNIGE)، پس از کشف اینکه سایر سلول‌های بالغ پانکراس می‌توانند با این شرایط سازگاری پیدا کنند و تا حدی کمبود انسولین را جبران کنند، نشان دادند که سلول‌های بنیادی که سلول‌های بتا از آنها مشتق شده اند، تنها در طول دوره ی رشد جنینی وجود دارند. این کشف به یک بحث طولانی مدت در مورد وجود فرضی سلول های بنیادی پانکراس بالغ که باعث ایجاد سلول های جدید تولید کننده هورمون پس از تولد می شود، پایان داد. دانشمندان همچنین موفق به تعریف دقیق «کارت شناسایی» سلول‌های غدد درون ریز پانکراس شدند که ابزاری امیدوارکننده برای تولید سلول‌های جایگزین برای تولید انسولین است. این نتایج در دو مقاله در ژورنالهای Cell Reports و Nature Communications منتشر شده است.

دیابت یک بیماری متابولیک شایع است و مشخصه آن یک هایپرگلایسمی مداوم است و زمانی رخ می دهد که سلول های مسئول تولید انسولین در پانکراس - سلول های بتا - از بین می روند یا دیگر قادر به تولید این هورمون تنظیم کننده به مقدار کافی نیستند. از سال 2010، مطالعات انجام شده توسط تیم پرفسور Pedro Herrera، استاد گروه پزشکی ژنتیک و توسعه، و استاد مرکز دیابت دانشکده پزشکی UNIGE، و همچنین موسسه ژنتیک و ژنومیک ژنو(iGE3)، نشان داد که سایر سلول‌های غدد درون ریز پانکراس - یعنی سلول‌های آلفا، دلتا و گاما که هورمون‌های مفید دیگری برای تعادل متابولیک تولید می‌کنند - می‌توانند در صورت عدم وجود یا نقص سلول‌های بتا، تولید انسولین را یاد بگیرند. این پدیده که در موش ها و انسان ها مشاهده شد، انعطاف پذیری سلول های پانکراس را نشان می دهد و راه را برای استراتژی های درمانی جدید هموار می کند.

عمر کوتاه سلول های بنیادی غدد درون ریز پانکراس

در دو مقاله اخیر، تیم پرفسور هررا، پیشرفت‌های جدیدی را در دانش مکانیسم‌های تشکیل سلول‌های پانکراس، و در پروفایل بیان ژن ها که هویت هر یک از انواع مختلف سلول‌های غدد درون ریز جزایر را تعریف می‌کند، گزارش کردند. اولین مقاله که به عنوان مقاله ی روی جلد ژورنال Cell Reports منتشر شد، نشان می‌دهد که سلول‌های غدد درون ریز پانکراس همگی از سلول‌های پیش‌ساز تمایز نیافته که منحصراً در طول رشد جنینی ظاهر می‌شوند، اما نه پس از تولد، به وجود می‌آیند.

پرفسور هررا توضیح داد: تاکنون، برخی از دانشمندان فکر می‌کردند که سلول‌های بنیادی درون پانکراس در طول زندگی باقی می‌مانند. مارتا پرز- فرانسس، محقق تیم پرفسور هررا و نویسنده اول این مطالعه، اظهار کرد که کار آنها نشان می دهد که اینطور نیست. در واقع، تمام سلول های تولید کننده هورمون پانکراس که پس از تولد ظاهر می شوند از تقسیم سلول های تمایز یافته ی موجود سرچشمه می گیرند. این سلول ها، همان سلولهایی هستند که در طول دوره ی جنینی و زندگی جنینی از سلول های تمایز نیافته پیش ساز، تولید شده اند.

برای رمزگشایی از این مکانیسم، دانشمندان مدل‌های موشی را تولید کردند که در آن انواع مختلف سلول‌های غدد درون ریز پانکراس به صورت ژنتیکی با یک ردیاب فلورسنت در مراحل مختلف رشد به منظور ردیابی آنها پس از تولد برچسب‌گذاری شدند. ردیابی سلول‌ها تا سن ده ماهگی موش‌ها انجام شد.

کارت شناسایی دقیق

در مقاله دوم که درNature Communications منتشر شد، تیم پرفسور هررا بر روی پروفایل بیان ژن سلول‌های غدد درون ریز پانکراس تمرکز کردند. دکتر لئون ون گورپ، نویسنده اول این مقاله و همکار فوق دکترا در آزمایشگاه پرفسور هررا توضیح داد: تعریف دقیق "کارت شناسایی" این سلول‌ها، اکنون به ما کمک می‌کند تا ابزاری را طراحی کنیم که هدف آن مهندسی درمان‌های جایگزین سلولی برای درمان دیابت باشد. چنین درمان‌هایی می‌تواند به عنوان مثال شامل تولید سلول‌های تولیدکننده انسولین در شرایط آزمایشگاهی یا تحریک بازسازی پانکراس از طریق بهره­برداری از انعطاف پذیری سلول های غیر بتا باشد، که ما کشف کرده ایم.

تولید سلول های جایگزین با هویت های عملکردی پایدار برای توسعه درمان های مبتنی بر سلول برای درمان بیماری های دژنراتیو بسیار مهم است. با این حال، تولید آنها به ابزارهای قابل اعتمادی برای ارزیابی دقیق هویت سلولی آنها، نیاز دارد. برای این هدف، محققان متاآنالیز گسترده ای از رونویسی تک سلولی انجام دادند، یعنی تجزیه و تحلیل ژن های بیان شده توسط سلول های غدد درون ریز منفرد جدا شده از جزایر پانکراس انسان (این سلول ها در "خوشه های" کوچکی در پانکراس گروه بندی می شوند). شناسایی مجموعه‌های ژنی با بیان قوی امکان تعریف دقیق امضای ژنتیکی هر نوع سلول غدد درون ریز پانکراس را فراهم می‌کند.

پرفسور هررا گفت: کار ما ترجمه بالینی فوری ندارد. با این حال، با رمزگشایی جزئیات مکانیسم های حاکم بر ساخت هویت های سلولی، راه را برای توسعه رویکردهای درمانی نوآورانه برای درمان دیابت و سایر آسیب شناسی های مرتبط با از دست دادن هر نوع سلولی هموار می کند.

لیست ژن هایی که نویسندگان به عنوان کارت شناسایی دقیق سلولهای غدد درون ریز پانکراس ایجاد کرده اند را می توانید از پایگاه داده های امضاهای مولکولی به آدرس www.gsea-msigdb.org/gsea/msigdb دانلود کنید.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2022-04-scientists-discoveries-id-pancreatic-endocrine.html