Подавив функцию всего одного гена, ученые из Центра диабета Наоми Берри Колумбийского университета (Columbia University's Naomi Berrie Diabetes Center) превратили клетки человеческого желудочно-кишечного тракта в продуцентов инсулина. Их исследование опубликовано он-лайн в журнале Nature Communications.

«О преобразовании одного типа клеток в другой говорят уже давно, но мы до сих пор не достигли той точки, когда можно получить полностью функциональную инсулинпродуцирующую клетку, воздействуя всего на одну мишень», – говорит руководитель проекта профессор Медицинского центра Колумбийского университета (Columbia University Medical Center) Доменико Аччили (Domenico Accili), MD.

Результаты его работы позволяют предположить, что погибающие при диабете 1 типа клетки гораздо легче восполнить путем «переучивания» уже существующих в организме клеток, чем путем трансплантации клеток, выращенных из эмбриональных или взрослых стволовых.

При диабете 1 типа собственные инсулинпродуцирующие клетки пациента разрушаются его иммунной системой, и ученые уже почти два десятилетия пытаются создать для пациентов с этим заболеванием производящие инсулин суррогатные клетки. Но, хотя сегодня инсулинпродуцирующие клетки уже выращиваются в лабораториях из стволовых клеток, они пока не выполняют всех функций бета-клеток поджелудочной железы.

Это подвело некоторых исследователей к мысли попытаться создать клетки-продуценты инсулина из клеток пациента, уже находящихся в его организме. Эксперименты на мышах, проведенные в ходе предыдущей работы лаборатории доктора Аччили, показали, что в инсулинпродуцирующие клетки можно трансформировать клетки желудочно-кишечного тракта. Настоящее исследование доказывает, что эта методика работает и на человеческих клетках.

Исследователям удалось «научить» клетки кишечника человека синтезировать инсулин, в зависимости от физиологических условий, путем подавления гена FOXO1.

В in vitro экспериментах ученые «научили» клетки человеческого кишечника вырабатывать инсулин (флуоресцирует зеленым).
(Фото: Columbia University Medical Center)

Сначала доктор Аччили и его коллеги создали модель ткани стенки человеческого кишечника, используя плюрипотентные стволовые клетки, а затем, с помощью генной инженерии, подавили в клетках кишечника все функционирующие гены FOXO1. Через семь дней эти клетки начали секретировать инсулин причем, что не менее важно, только в ответ на глюкозу.

Исследователи уже использовали аналогичный подход в своей более ранней работе, проведенной на мышах. Клетки кишечника животных синтезировали и секретировали в кровоток инсулин, который был способен нормализовать уровень глюкозы при диабете. Результаты этой работы, опубликованной в журнале Nature Genetics в 2012 году, впоследствии были независимо воспроизведены другой исследовательской группой.

«Показав, что человеческие клетки реагируют аналогичным образом, мы устранили основное препятствие и теперь можем продвигаться вперед, чтобы попытаться сделать этот метод реальностью», – комментирует доктор Аччили.

Ключом к успеху будет препарат, способный подавлять ген FOXO1 в клетках желудочно-кишечного тракта человека. Сейчас доктор Аччили занимается поиском отвечающих этим требованиям соединений.

Оригинальная статья

FOXO1 inhibition yields functional insulin-producing cells in human gut organoid cultures