درک بهتر ناکارایی سلولهای بتا در دیابت و چگونگی تبدیل این سلولها به سلولهای سالم

 14 ژانویه 2014- در دو مطالعه ی جدید که توسط دانشمندان  UCSFانجام گردید اطلاعات جدیدی درباره ی طبیعت اختلال سلولهای بتا در پانکراس  در بیماری دیابت ارائه شد.

 در مطالعه ی اول مشخص گردید برخی از موارد دیابت ممکن است به دلیل قرار گرفتن سلولهای بتا در شرایط کمبود اکسیژن ایجاد شود، سلولهای بتا در این شرایط تبدیل به سلولهایی با وضعیت نابالغ می شوند که قادر به تولید انسولین نیستند.

درمطالعه ی دوم دانشمندان نشان دادند که سلولهای آسینار(سلولهای بخش برون ریز پانکراس) که بطور طبیعی قادر به تولید انسولین نیستند می توانند به سلولهای بتای سالم تبدیل شوند، این نتایج راه جدیدی را برای درمان بیماری گشوده است.

 در مطالعه ی اول که به سرپرستی پرفسور puriانجام گردید ژنی بنام VHLانتخاب و از سلولهای بتای موش حذف گردید. در این حالت تولید انسولین در این سلولها بشدت کاهش یافت و با گذشت زمان موشها به وضعیت  فیزیولوژیکی مشابه با دیابت نوع 2 مبتلا شدند.

دکتر puriو دکتر Hebrokبا پرفسور Akiyamaاز دانشگاه Kyotoدر این زمینه همکاری کردند. دکتر Akiyamaیک مدل موش مورد نیاز برای انجام این تحقیقات را برای این تیم تحقیقاتی پرورش داد. دیابت نوع 2 معمولاً دربزرگسالی بروز می کند اما در حال حاضر بطور چشمگیری شیوع آن درکودکی رواج یافته است. این بیماری معمولاً به دلیل مقاومت به انسولین ظهور می کند در این شرایط مقدار گلوکز درخون افزایش می یابد. در دیابت نوع 1 که در کودکی تشخیص داده می شود سلولهای سیستم ایمنی بیمار به سلولهای بتای پانکراس حمله کرده و سبب تخریب آنها می شود (بیماری اتوایمیون).

علیرغم اینکه بیشتر تحقیقات بروی دیابت نوع 2 بر مقاومت به انسولین متمرکز است، این گروه از محققین بر اساس نتایج مطالعه ی اول به بررسی کاهش فعالیت سلولهای بتا درطول زمان به عنوان یک فاکتور در بروز بیماری در بسیاری از موارد از جمله  در افراد لاغر بالغ مبتلا به دیابت پرداختند.

دکتر Hebrokمی گوید: در برخی از افراد با نمایه ی توده ی بدنی بالا (چاق) عملکرد سلولهای بتا بسیار خوب و طبیعی است اما در برخی از افراد لاغر فعالیت سلولهای بتا با اختلال همراه است. موش مورد مطالعه در این تحقیق مدلی از افراد لاغر مبتلا به دیابت نوع 2 بود. در زمان تکامل پانکراس، تغییرات در بیان ژن سبب می شود که برخی سلولها به سلولهای بتا تمایز یابند اماهنگامیکه محققین سلولهای بتای فاقد ژن VHLرا بررسی کردند متوجه شدند که این سلولها تمایز نیافته باقی می مانند. پروتئین های حیاتی که همیشه در سلولهای بالغ و سالم بتا یافت می شوند دراین سلولهای بتا وجود ندارد و برعکس پروتئین  بنام sox9که تنها در سلولهای بتا قبل از تمایز یافت می شود بصورت غالب در سلولهای فاقد ژن VHLتولید می گردد.

 دکتر Hebrokمی افزاید: غلظت مارکرهای سلولهای بالغ در این سلولها کاهش یافته است و نشانه ها و مارکرهایی که نباید در سلولهای بالغ وجود داشته باشند دراین سلولها افزایش یافته اند.VHLیک سنسور سلولی حیاتی برای اکسیژن است. در شرایط کمبود اکسیژن VHLمسیرهای درون سلولی که تغییرات متابولیکی جبرانی که به منظور حفاظت از سلول فعال می شوند را براه می اندازد. اگر چنین تطابقات متابولیکی انجام نشود مسیرهای جایگزین سبب می شود این پیام به سلول القاء شود که خود را تخریب نماید.

دکتر Hebrokمی گوید: با حذف VHLاز سلولهای بتا محققین شرایط کمبود اکسیژن را تنها دریک نوع  سلول ایجاد کردند با این کار سلولهای بتا را به این باور رساندند که در شرایط کمبود اکسیژن قرار گرفته اند در حالیکه این شرایط بطور واقعی وجود نداشت. او می افزاید: حتی افزایش وزن متوسط درافرادی که سلولهای بتای آنها زیر استاندارد است می تواند تقاضا را در این سلولها به انسولین افزایش داده و به نقطه ای برساند که آنها ظرفیت خود را اضافه کنند. چه کمبود اکسیژن و چه تغییرات متابولیکی در داخل سلولهای بتا کلیدهای محرک در بروز بیماری دربرخی بیمارانی است  که هنوز بیماری در آنها تشخیص داده نشده است.

سلولهای بتا سلولهای بسیار تخصصی و پیچیده ای هستند که مقادیر زیادی انسولین را بروش بسیار کنترل شده ای ترشح می کنند. کمبود اکسیژن سبب تبدیل این سلولها به سلولهایی با میزان فعالیت بسیار پایین شود. محققین و پزشکان یک طبقه بندی گسترده از پیش دیابت تا دیابت را برای شناسایی بیماران استفاده می کنند. دکتر Hebrokبر این باور است که بسیاری از موارد ابتلا به دیابت نتیجه ی کاهش مداوم و طولانی مدت عملکرد سلولهای بتایی است که می خواهند خود را با افزایش تقاضای انسولین تطبیق دهند. دکتر Hebrokمی گوید: آنچه دراین تحقیق مشخص گردید پرده برداشتن از روش متفاوتی برای جستجو و کشف دلیل ابتلا به دیابت است.این طور نیست که سلولهای بتا در بدن شما ابتدا بصورت کاملاً طبیعی فعالیت کنند سپس شما به پیش دیابت و سپس به دیابت مبتلا شوید و سلولهای بتا در این مرحله بمیرند بلکه این روند مسیری با شیب به سمت کاهش عملکرد سلولهای بتا است که در طول زمان و بتدریج کاهش می یابند. نتایج این تحقیق در مجله ی Genes & Developmentدر دسامبر 2013 منتشر گردید.

 در تحقیق دوم که 17 نوامبر درمجله ی Nature Biotechnologyمنتشر گردید، محققین توانستند عملکرد طبیعی را به سلولهای بتای فاقد عملکرد از طریق تبدیل سایر سلولهای پانکراس به سلولهایی شبیه به سلولهای بتا بازگردانند به این ترتیب مقدار انسولین و گلوکز درموش به حالت طبیعی بازگشت. دراین تحقیق ابتدا به موشها ماده ای اختصاصا سمی برای سلولهای بتا تزریق شد که سبب بروز علایم دیابت در آنها گردید. 5 هفته بعد از آن در بدن موشهای دیابتی پمپ های بسیار ریزی کار گذاشته شد که بطور مداوم بمدت 7 روز دو نوع مولکول پیام رسان را که به سیتوکین معروف هستند دراختیار بدن این موشها قرار می داد. درمان با دو سیتوکین : فاکتور رشد اپیدرمال و فاکتور نوروتروپیک مژگانی سبب بازگرداندن مقدار انسولین و گلوکز به مقدار طبیعی دراین موشها گردید، این شرایط تا 8 ماه پس از مطالعه ثابت ماند. در آزمایشات بعدی، تیم تحقیقاتی نشان داد که درمان با سیتوکین از طریق القاء برنامه ریزی مجدد سلولهای آسینار – سلولهای پانکراس که بطور طبیعی به ترشح آنزیم های گوارشی می پردازند نه انسولین ) و تبدیل آنها به نوعی از سلولها که دارای خواصی مشابه سلولهای بتا هستند (شامل قدرت اندازه گیری قند خون و ترشح انسولین ) صورت می گیرد.

درکارهای تحقیقاتی قبلی مشخص گردید که برخی فاکتورهای نسخه برداری که توسط ویروسها به سلول عرضه می شوند می توانند سلولهای آسینار را در پانکراس موش مجدداً برنامه ریزی کنند اما این تحقیق اولین بار تغییر و برنامه ریزی مجدد سلولهای آسینار به سلولهای بتا را در یک حیوان زنده از طریق درمانهای دارویی نشان داد.

 از آنجائیکه عرضه ی فاکتورهای نسخه برداری توسط ویروس ها کار خطرناک ومشکلی است در تحقیق جدید، امید تازه ای برای ابداع درمان دیابت نوع 1 و برخی موارد ابتلا به دیابت نوع 2 که به دلیل اختلال عملکرد سلولهای بتا حادث می شود، بوجود آمد. بیماران مبتلا به دیابت نوع 1 از طریق درمانهای دارویی که با ساخته شدن سلولهای بتای جدید همراه باشد، منتفع خواهند شد. ترجه ی این یافته ها از مدل موش به  انسان می تواند در جلوگیری تخریب سیستم ایمنی بکار رود. دکتر Baeyensمی گوید: در کوتاه مدت نتایج بدست آمده ازمدل حیوانی بسیار امیدوار کننده است اما هنوز راه درازی برای رسیدن به یک درمان دارویی برای انسان پیش رو داریم.

منبع:www.sciencedaily.com/releases/2014/01/140114130905.htm

مترجم: ماندانا فرخی نیا