دستیبابی به یک موفقیت بزرگ در تحقیقات دیابت

 محققان توانستند با استفاده از دارویی که برای درمان مالاریا تایید شده است، سلولهای آلفا را در پانکراس به سلولهای بتا که در تولید انسولین نقش دارند، تبدیل کنند.

تصویر ایمونوفلورسانس از بخشی از سلولهای جزایر انسان که همراه با  آرتمتر ده میلی مولار رنگ آمیزی شده است، هسته (آبی)، ARX(سفید)، گلوکاگون (قرمز) و C- پپتید (سبز).

اول دسامبر 2016- داروی artemisinins که از دهه‌ها قبل برای درمان بیماری گرمسیری مالاریا توسط FDAتاییده شده است، در تبدیل سلولهای آلفا(تولید کننده‌ی گلوکاگون) در پانکراس به سلولهای انسولین ساز موفق عمل کرد، این دارو توانست ویژگی‌های سلولهای آلفا را به سلولهای بتا که در دیابت نوع 1 تخریب می‌شوند، تغییر دهد.

در یک همکاری بین المللی، محققان مرکز تحقیقات پزشکی مولکولی CeMM در آکادمی علوم اتریش با استفاده از یک تکنولوژی جدید در آنالیز یک سلول منفرد نشان دادند که داروی artemisinins قادر به درمان ماهی‌ها، موشها و موشهای صحرایی دیابتی می باشد.

 این نتایج خیره کننده که در مجله‌ی Cell  منتشر شده است می تواند اساس درمانی جدید برای معالجه‌ی دیابت نوع 1 باشد، به عنوان یک استراتژی ساده و ظریف برای درمان دیابت نوع 1، جایگزینی سلولهای بتای نابود شده در بیماران با سلولهای جدید ترشح کننده‌ی انسولین بسیار امیدوار کننده است. محققان در سراسر جهان با روشهای مختلفی با استفاده از سلولهای بنیادی یا سلولهای بالغ تلاش کردند که این جایگزینی را  تحقق بخشند. تلاش آنها منجر به یک دانش بنیادی در مورد مکانیزم های مولکولی توسعه‌ی سلولهای بتا شد، اگرچه ترکیبی که بتواند این ترفند را پیاده سازد، تاکنون کشف نشده بود.

حال یک گروه از محققان به سرپرستی دکتر Kubicekدر آخرین مطالعه‌ی خود نشان دادند داروی آرتمیسینین می‌تواند تبدیل سلولهای آلفا به سلولهای بتا و جایگزینی آنها را امکان پذیر نماید. با استفاده از یک روش سنجش کاملاً اتوماتیک، دانشمندان تأثیرات یک کتابخانه‌ی دارویی تایید شده را بروی سلولهای آلفا درمحیط کشت بررسی کردند و دریافتند که این داروی مالاریا قادر به انجام این کار است.

دکتر Kubicekمی‌گوید: در مطالعه‌ی اخیر ما توانستیم نشان دهیم که آرتمیسینین برنامه‌ی اپی ژنتیک سلولهای آلفا را تغییر می‌دهد که منجر به تغییرات وسیعی درعملکرد بیوشیمیایی  این سلولها می‌شود. سلولهای آلفا و بتا با یکدیگر و همراه با حداقل سه نوع دیگر از سلولهای بسیار تخصصی جزایر لانگرهانس در پانکراس را می سازند. این جزایر مرکز کنترل قند خون در بدن هستند، انسولین از سلولهای بتا ترشح شده و به کاهش قندخون کمک می‌کند، درحالیکه گلوکاگون از سلولهای آلفا ترشح می‌شود و عملکرد آن عکس انسولین است. اما این سلولها انعطاف پذیر هستند: تحقیقات قبلی نشان داده است که سلولهای آلفا می‌توانند بدنبال کاهش قابل توجه سلولهای بتا، جای آنها را پرکرده و به تولید انسولین بپردازند. تنظیم کننده‌ی اصلی اپی ژنتیک، ARXاست که به عنوان مولکول کلیدی در این فرآیند تغییر، شناخته شده است. ARXژنهای بسیاری که برای عملکرد سلولهای آلفا حیاتی هستند را تنظیم می‌کند.

دکتر Kubicekمی‌گوید: کارهای قبلی ما با گروه دکترPatrick Collombatنشان داد که حذف ژنتیکی ARXمنجر به تغییر فرم سلولهای آلفا به سلولهای بتا می‌شود. این تأثیر تنها در موجودات زنده مشاهده شد و هنوز مشخص نبود که آیا فاکتورهای دیگر در سلولهای اطراف و یا حتی ارگانهای دور از پانکراس در این فرایند نقش دارند یا خیر.

برای شناسایی و حذف این فاکتورها، تیم دکتر Kubicekبا گروهی از محققان به سرپرستی دکتر Sorensenدر شرکت نوونوردیسک لاینهای سلولی ویژه‌ای از سلولهای آلفا و بتا  را برای آنالیز هر یک از آنها  بطور مجزا از محیط خود تولید  کردند. آنها ثابت کردند که حذف ARXبرای تغییر هویت سلولهای آلفا کافی است و به تأثیرات دیگر عوامل در بدن  بستگی ندارد.

محققان تیم تحقیقاتی CeMM  با این خطوط سلولی ویژه‌‌ توانستند ترکیبات دارویی تایید شده را بروی  این سلولها آزمایش کنند و این آزمایشات نشان داد که artemisininsدارای اثری مشابه با حذف ARXاست. در همکاری نزدیک گروه‌های تحقیقاتی در CeMMبه سرپرستی  دکتر Bockو دکتر Fargaو تیم تحقیقاتی دکتر Harkanyدر دانشکده‌ی پزشکی وین، آنها موفق شدند با استفاده از آرتمیسینین حالتی از فعالیت مولکولی را راه‌ اندازی کنند که سبب تغییر شکل سلولهای آلفا می‌شود: این ترکیب به پروتئینی بنام gephyrinمتصل می‌شود که "گیرنده‌های GABA" - که سوئیج مرکزی پیام رسانی سلولیهستند- را فعال می‌کند. پس از آن، تغییر واکنش‌های  بیوشیمیایی بی شماری منجر به تولید انسولین در این سلولها می‌شود.

مطالعه‌ی دیگری که توسط دکتر Collombatدرهمین شماره از مجله‌ی Cellمنتشر شده است، نشان داد که تزریق GABAبه مدلهای موش مبتلا به دیابت نوع 1 نیز منجر به تغییر سلولهای آلفا و تبدیل آنها به سلولهای بتا می‌شود. این نتایج نشان می‌دهد که هر دوی این  ترکیبات مکانیسم مشابهی را هدف قرار می‌دهند.

علاوه بر آزمایشات بروی این لاین‌های سلولی، تأثیرات داروی مالاریا همچنین در موجودات زنده‌ی مدل نیز نشان داده شد. محققان مشاهده کردند که استفاده از داروی artemisininموجب افزایش توده‌ی سلولی بتا و بهبود هموستازی قندخون در گورخرماهی، موش و موش صحرایی دیابتی می‌شود. از آنجائیکه اهداف مولکولی داروی artemisininدر انسان‌ها، ماهیها و جوندگان بسیار به هم شباهت دارد، شانس مشاهده‌ی همین تأثیرات درانسان بسیار بالا می‌باشد.

 دکتر Kubicekمی‌گوید: بدیهی است که اثرات دراز مدت استفاده از داروی artemisininنیاز به بررسی  دارد علاوه براین از سلولهای بتای جدید باید در برابر حمله‌ی سیستم ایمنی محافظت شود. اما ما مطمئن هستیم که این  کشف می‌تواند اساس یک درمان کاملاً جدید برای دیابت نوع 1 باشد.

سایت  و منبع خبر:

www.meduniwien.ac.at/web/en/about-us/news/detailseite/2016/news-im-november-2016/breakthrough-in-diabetes-research-pancreatic-cells-produce-insulin-instead-of-glucagon-upon-artemisinin-treatment/

Cell on 1st of December 2016; DOI:10.1016/j.cell.2016.11.010