Нехватку инсулина при диабете могут восполнить перевоспитанные клетки, которые раньше никакого инсулина не синтезировали.
Инсулин вырабатывает поджелудочная железа, но это далеко не единственный её гормон. Эндокринные клетки поджелудочной производят ещё и глюкагон, чьё действие противоположно инсулину (глюкагон повышает уровень глюкозы в крови), и панкреатический полипептид, который регулирует пищеварение, и гормон грелин, который называют одним из «гормонов голода», и ещё некоторые другие.
Островок Лангерганса – скопление эндокринных клеток в поджелудочной железе. (Фото: UWMadisonCALS / Flickr.com)
Открыть в полном размере
(Поджелудочная также синтезирует немногие пищеварительные ферменты, которые выбрасывает в кишечник, но речь сейчас не о них.) Клетки, которые их синтезируют, называются α, β, δ, ε и PP. Они собраны в скопления – так называемые островки Лангерганса, причём в каждом островке есть клетки разных типов.
Бета-клетки, которые синтезируют инсулин, при диабете портятся и гибнут. Их пытаются восстанавливать с помощью разных биотехнологических методов, чаще всего – с помощью стволовых клеток. Однако не так давно исследователи из Женевского университета показали, что другие эндокринные клетки поджелудочной могут сами начинать синтезировать инсулин, замещая бета-клетки. Те эксперименты ставили на клетках мышей, но буквально на днях в Nature вышла новая работа, в которой говорится, что к перемене участи способны и человеческие клетки.
Исследователи взяли образцы клеток из островков Лангерганса у здоровых людей и больных диабетом; для эксперимента отобрали α-клетки, которые обычно синтезируют глюкагон, и PP-клетки, синтезирующие панкреатический полипептид. В клетки ввели краситель, который позволял следить за синтезом инсулина. Затем из этих клеток слепили искусственные островки Лангерганса, состоявшие из клеток только одного типа (α или PP).
Оказалось, что в таких островках клетки сами по себе активировали некоторые гены, необходимые для продукции инсулина. То есть клетки чувствовали, что рядом с ними не хватает инсулиновых β-клеток, и старались их нехватку восполнить. Но для того, чтобы клетки действительно начали синтезировать инсулин, нужно было их дополнительно подтолкнуть – им вводили гены, кодировавшие белки, которые были необходимы для активации одного-двух ключевых инсулиновых генов. У β-клеток эти гены-регуляторы работают и так, но с их коллегами, которые обычно заняты другими гормонами, требовалось предпринять вот такие дополнительные шаги.
И клетки действительно занялись инсулином: через неделю его синтезировали и секретировали уже 30% α-клеток. РР-клетки в этом смысле были даже более эффективны, они даже научились чувствовать глюкозу и синтезировать инсулин в ответ. Причём гормональную специализацию меняли как клетки от здоровых людей, так и от диабетиков, то есть диабет никак не влиял на потенциальную способность других клеток поджелудочной синтезировать инсулин. А когда такие клетки пересадили мышам с диабетом, то симптомы болезни у животных исчезли, уровень сахара пришёл в норму, а сами клетки продолжали работать и спустя полгода после пересадки.
Авторы работы отдельно отмечают, что клетки не перерождались в клетки другого типа, то есть альфа оставались альфами, а не бетами. Как известно, диабет первого типа возникает из-за аутоиммунной реакции на инсулиновые β-клетки. Но на α-клетки иммунитет раздражаться не должен, и если заставить их производить инсулин, то это стало бы удачным решением проблемы диабета (по меньшей мере, первого типа).
Исследователи устроили встречу таким α-клеткам с Т-лимфоцитами от больных диабетом – и лимфоциты лишь в очень слабой степени отреагировали на α-клетки. Так что такое перевоспитание клеток поджелудочной железы действительно могло бы помочь в некоторых болезнях, связанных обменом веществ; нужно лишь найти метод перевоспитания, который можно было бы ввести в повседневную клиническую практику.
MedicalXpress.