۴ژوئن ۲۰۲۵ - بیش از ۵۰۰ میلیون نفر در سراسر جهان از دیابت رنج می برند، که در عوارض عمده ای مانند سکته مغزی، نارسایی کلیه، سرطان و بیماری آلزایمر نقش دارد .کانون این بیماری، اختلال در عملکرد جزایر لانگرهانس است- اندام های کوچکی به نام ارگانوئیدها که مسئول تنظیم قند خون هستند- که هم در دیابت نوع ۱و هم در دیابت نوع ۲رخ می دهد.
جایگزینی این جزایر آسیب دیده با جزایر لانگرهانس عملکردی رشد یافته در آزمایشگاه، یک استراتژی درمانی امیدوارکننده است. با این حال، فقدان نشانگرهای قابل اعتماد برای شناسایی جزایر لانگرهانس مشتق از سلول های بنیادی دارای عملکرد واقعی، مانع از تولید مداوم سلول های جزایر مورد نیاز برای کاربرد بالینی شده است. در مطالعه ای که در مجلهNature Communications منتشر شد، دکتر ایجی یوشیهارا، محقق موسسه نوآوری زیست پزشکی لوندکویست در مرکز پزشکی هاربر-UCLA و استادیار دانشکده پزشکی دیوید گفن در UCLA، و تیمش از کشف یک نشانگر کلیدی به نامFXYD2 خبر دادند که هم بلوغ عملکردی و هم ناهمگونی ارگانوئیدهای جزایر پانکراسی مشتق از سلول های بنیادی را شناسایی می کند.
این پیشرفت محققان را قادر می سازد تا بین جزایر با کیفیت "خوب" و "بد" تمایز قائل شوند و ابزاری بسیار مورد نیاز برای کنترل کیفیت در تولید جزایر قابل پیوند را فراهم کنند. مطالعه حاضر گام کلیدی بعدی در تغییر از تولید به انتخاب عملکردی است و این حوزه را به سمت درمان های جایگزین ایمن تر و مؤثرتر جزایر لانگرهانس پیش می برد.
این کار بر اساس مطالعه قبلی دکتر یوشیهارا که در مجله Nature منتشر شده است، انجام شد که در آن تیم او یک مفهوم و روشی را برای تولید ارگانوئیدهای شبه جزایر لانگرهانس انسانی دارای عملکرد گریزان از سیستم ایمنی از سلول های بنیادی پرتوان انسانی(hPSCs) توسعه داد. در حالی که این تحقیق اولیه راه را برای درمان بالقوه دیابت هموار کرد، تغییرپذیری جزایر لانگرهانس تولید شده و کیفیت غیرقابل پیش بینی آنها، مانع از کاربرد بالینی آن شده بود.
یک چالش کلیدی، چگونگی ارزیابی کیفیت عملکردی جزایر لانگرهانس مشتق از سلول‌های بنیادی فراتر از اندازه گیری ساده بیان انسولین بود. تیم دکتر یوشیهارا به موضوع عملکرد نابالغ و ناهمگن جزایر لانگرهانس مشتق از hPSC، که مشکلی گزارش شده در سطح جهانی است، پرداخت.
با ادغام بیش از 200هزار داده توالی یابی RNA تک سلولی، آنها مجموعه ای مشترک از ژن های تنظیم نشده را در سلول های تولید کننده انسولین مشتق از hPSC شناسایی کردند، از جمله ژن های موجود در مسیر جذب مواد معدنی که توسط ژن FXYD2 تنظیم می شوند.
آنها از طریق رویکردهای بیوشیمیایی و زیست شناسی مولکولی کشف کردند که FXYD2 نه تنها به عنوان نشانگر ناهمگونی عملکردی عمل می کند، بلکه نقش فعالی در تنظیم ژن های کلیدی ضروری برای هویت و بلوغ سلول های بتانیز ایفا می کند. نکته قابل توجه این است که FXYD2 در غشای سلولی قرار می گیرد و یک کمپلکس سیگنالینگ را تشکیل می دهد که سیگنالینگ پایین دستی را افزایش می دهد و به عنوان یک "گسترش دهنده سیگنال کیناز" عمل می کند.این یافته، حالت جدیدی از انتقال سیگنال پستانداران را نشان می دهد که توسط آن یک پروتئین غشایی، بیان ژن هسته ای را از راه دور تعدیل می کند.
در مرحله بعد، محققان بررسی کردند که آیا می توان از FXYD2 برای تشخیص جزایر لانگرهانس مؤثر در درمان از جزایر بی اثر استفاده کرد یا خیر. نکته قابل توجه این است که سنجش های عملکردی ارگانوئیدهای منفرد، همبستگی مثبت قوی بین ترشح انسولین و بیان FXYD2 را نشان داد.
این امر به محققان اجازه داد تا ارگانوئیدهای بیان کننده انسولین را به گروه های باFXYD2 بالا وFXYD2 پایین طبقه بندی کنند و به طور مؤثر جزایر لانگرهانس عملکردی را از جزایر بی‌عملکرد در جمعیت های ناهمگن مشتق از سلول های بنیادی جدا کنند. علاوه بر این، تنها ارگانوئیدهای مثبت انسولین با FXYD2 بالا قادر به معکوس کردن هایپرگلایسمی در مدل های دیابتی شدید بودند، در حالی که همتایان FXYD2 پایین، هیچ اثر درمانی نشان ندادند.
دکتر یوشیهارا گفت: «اگرچه کنترل کیفیت یکی از مهم ترین جنبه های سلول درمانی عملی است، اما انتخاب ارگانوئیدهای جزایر لانگرهانس مشتق از سلول های بنیادی دارای عملکرد مناسب فراتر از بیان انسولین، چالش برانگیز بود. مطالعه ما با حل ناهمگونی ارگانوئیدهای جزایر لانگرهانس مشتق از سلول های بنیادی انسان و معرفی یک نشانگر عملکردی برای جداسازی جزایر لانگرهانس آماده ی پیوند، این چالش را هموار نمود».
کلاریسا تاکتو، نویسنده اول این مطالعه و دستیار تحقیقاتی در آزمایشگاه دکتر یوشیهارا، گفت: «در حالی که بیان انسولین مشخصه جزایر لانگرهانس مشتق از سلول های بنیادی است، سلول هایی که همزمان انسولین و FXYD2 را بیان می کردند، نسبت به سلول هایی که به تنهایی انسولین را بیان می کردند، اثربخشی درمانی بالاتری در تنظیم قند خون داشتند».
با امکان انتخاب دقیق جزایر لانگرهانس عملکردی، این کار پایه و اساس آینده ای قابل پیش بینی تر و امیدوارکننده تر در درمان ترمیمی دیابت را بنا می نهد.
منبع:
https://medicalxpress.com/news/2025-06-marker-therapeutically-relevant-stem-cell.html