میکرو محیط تولید کننده غدد درون ریز در پانکراس جنینی کشف شد

22 ژانویه 2018- محققان دانشگاه UT Southwestern  اعلام کردند که توسعه ی غدد درون ریز لوزالمعده توسط شبکه ای از لوله های اپیتلیال که تنها به صورت گذرا در جنین در حال رشد، ظاهر می شوند، صورت می گیرد. یافته های این تحقیق نشان می دهد که شناخت عمیق تر از طرز تمایز سلولهای درون ریز در لوزالمعده می تواند به توسعه ی درمان های جدید برای دیابت کمک کند. یافته های این مطالعه بصورت آنلاین در Genes & Development منتشر گردید.
محققان گروه زیست شناسی مولکولی و پزشکی داخلی (بخش نفرولوژی) دانشگاه UT Southwestern   در تحقیقاتی شرکت کردند که توسط دکتر Ondine Cleaver و Denise K. Marciano رهبری گردید. این تحقیق نشان داد که تولید سلول های اندوکرین پانکراس، از جمله سلول های بتا که مسئول تولید انسولین در بدن ما هستند، توسط میکرو محیطی تخصصی در پانکراس های جنینی صورت می گیرد.تغییر این میکرو محیط می تواند توده ی غدد درون ریز را تغییر دهد.
سلول های غدد درون ریز بصورت خوشه هایی به نام "جزایر لانگرهانس" در پانکراس وجود دارند.این سلول ها در بیماران دیابتی نابود و یا غیرفعال می شوند.محققان کشف کردند که این سلولها به معماری میکرو محیط شان وابسته اند، این میکرومحیط شامل شبکه ای از لوله های پانکراس است که به عنوان یک میکرو محیط کاربردی برای تولید سلولهای اندوکرین عمل می کند.تحقیقات قبلی نشان داده است که این شبکه در محلی قرار دارد که سلول اجدادی غدد درون ریز (سلول بنیادی) در طول توسعه ایجاد می شوند.
دانشمندان این محیط میکرو را با حذف Afadin که یک پروتئین مورد نیاز برای نوسازی و بازسازی لوله ها است، تغییر دادند.این تغییر موجب افزایش حجم کلی این لوله ها در طی توسعه ی پانکراس شده و منجر به افزایش توده ی سلول های اندوکرین گردید، این موضوع نشان می دهد که این لوله ها به عنوان یک پروموتر برای رشد سلولهای اندوکرین عمل می کنند.
سال ها است که توسعه ی سلول های غدد درون ریز پانکراس موضوع اصلی بسیاری از تحقیقات با هدف تولید سلول های بتا برای جایگزینی سلول هایی بوده است که در دیابت غیرفعال شده اند.بسیاری از مراحل کلیدی تمایز سلولهای غدد درون ریز مشخص شده، اما هنوز مشخص نشده است که آیا معماری میکرومحیط آنها که حاوی سلولهای پیش ساز است، برای توسعه مناسب غدد درون ریز مهم می باشد یا خیر. تحقیق اخیر نشان می دهد که لوله های پانکراس در زمان تکوین جنینی یک شبکه وب مانند(بر خلاف لوله هایی که در پانکراس بالغ بشکل یک درخت با شاخه های منشعب است) را می سازند که خانه ای را برای رشد سلول های غدد درون ریز ایجاد می کند. تشکیل میزان بیشتری از این لوله ها باعث افزایش تولید سلول های غدد درون ریز می شود.
کمبود سلولهای اندوکرین منجر به دیابت می شود، که به لحاظ نظری با فراهم آوردن سلول های اندوکرین عملکردی، در بیماران می تواند درمان شود.پیشرفت های اخیر در زیست شناسی سلول های بنیادی باعث شده است که دانشمندان بتوانند سلول هایی شبیه به سلولهای غدد درون ریز را در آزمایشگاه بسازند. با این حال، سلول های تولید شده تاکنون موفق عمل نکرده اند و نیاز به بهبودی بیشتر برای تبدیل شدن به درمان های حیاتی دارند.

 تحقیق اخیر، ویژگی های مهمی از زادگاه سلول های غدد درون ریز را بازتاب می دهد و نشان می دهد که بزرگ شدن این میکرو محیط زیستی موجب تولید سلول های غدد درون ریز بیشتری می شود.این یافته ها نشان می دهد که می توان سلول های اندوکرین آزمایشگاهی را با توسعه ی این سلول ها در میکرومحیطی شبیه به محل تولد آنها بهبود بخشید. این پیشنهاد از نتایج تحقیقات اخیر در مورد تولید سلول های غدد درون ریز، در یک ماتریس 3 بعدی حمایت می کند، تولید سلولها در این ماتریس با گسترش و تمایز غدد درون ریز در دوره ی جنینی شباهت دارد.

محققان می گویند: با فراهم نمودن مجدد میکرومحیط زیستی مناسب برای توسعه ی سلول های غدد درون ریز در آزمایشگاه، ما می توانیم به اهداف بلند مدت در تحقیقات دیابت که همان تولید موثر سلول های غدد درون ریز از سلول های بنیادی بیمار با توانایی واکنش به تغییرات غلظت گلوکز است، دست یابیم.سپس این سلول ها می توانند به پانکراس بیمار برگردانده شوند تا به طور معمول انسولین تولید کنند.

در دهه های اخیر، محققان در زمینه ی توسعه پانکراس و دیابت تلاشهای فراوانی کرده اند تا بتوانند از رمز و راز چگونگی تشکیل سلول های غدد درون ریز پرده بردارند.سلولهای غدد درون ریز پانکراس در طول لوله های پانکراس ظاهر می شوند، اما از آنجاییکه این لوله ها در سراسر اندام پخش می شوند، تشخیص مکان دقیق ظهور سلول های اندوکرین دشوار است.

محققان می گویند:  در حال حاضر ما شواهدی در دست داریم که توسعه ی سلولهای بخش درون ریز را به طور خاص به مجموعه ای از لوله های متصل شده به یکدیگر که یک شبکه ی وب مانند را بصورت گذرا فقط در پانکراس های جنینی تشکیل می دهند، مرتبط می کند.با مطالعه این لوله ها، میکرو محیط زیستی و اجزای سلولی و مولکولی آنها، ما امیدواریم در مورد شرایط لازم برای تولید سلول های اندوکرین کاملا کاربردی، اطلاعات بیشتری بدست آوریم.

برای درک اینکه آیا شبکه ی وب مانند این لوله ها،تشکیل غدد درون ریز را تقویت می کنند، دانشمندان از یک رویکرد ژنتیکی استفاده کردند که لوله ها را در یک سازه ی وب مانند، متوقف می کند که برخلاف حالت طبیعی آنها است که تنها برای مدت کوتاهی بشکل شبکه ای حفظ می شوند.این اختلال اثرات دیگری مانند افزایش قطر لوله ها، ناپیوستگی لوله ها و کاهش اندازه ی ارگان را بهمراه داشت.به نظر نمی رسد این جنبه ها مانع تولید سلول های اندوکرین شوند؛ با این حال، ما نمی توانیم احتمال اینکه این تغییرات باعث افزایش توده ی سلولی غدد درون ریز از طریق مکانیزم های ناشناخته شود را رد کنیم.انجام مطالعات بیشتری برای بررسی اثرات اختلال در میکرو محیط زیستی لوله ها و سایر جنبه های معماری سلولهای پیش ساز اپیتلیوم پانکراس، بر توسعه سلول های اندوکرین ضروری است.

منبع و سایت خبر:

Genes & Development, 2017; 31 (23-24): 2376 DOI: 10.1101/gad.307637.117

www.sciencedaily.com/releases/2018/01/180122175524.htm