انتهت تجربة باستخدام الخلايا الجذعية البشرية إلى عكس داء السكري في الفئران

خلايا بيتا التي تفرز الأنسولين البشري تحت المجهر. (مختبر ميلمان)

تقنية قادرة على تحويل الإنسان الخلايا الجذعية في الخلايا المنتجة للأنسولين يمكن أن تبشر بالخير لعلاجات مرض السكري في المستقبل ، إذا كانت النتائج التي شوهدت في تجربة حديثة مع الفئران يمكن تكرارها بنجاح في البشر.

في دراسة أجريت عام 2020 ، اكتشف الباحثون طريقة جديدة للإقناع الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات (hPSCs) في خلايا بيتا البنكرياس التي تصنع الأنسولين. عندما تم زرع هذه الخلايا المنتجة للأنسولين في الفئران التي تم تحريضها على شكل حاد من داء السكري ، شُفيت حالتهم بسرعة.

كانت هذه الفئران مصابة بداء السكري الشديد مع قراءات سكر في الدم تزيد عن 500 ملليغرام لكل ديسيلتر من الدم - وهي مستويات يمكن أن تكون قاتلة للإنسان. شرح مهندس الطب الحيوي جيفري آر ميلمان من جامعة واشنطن في فبراير من العام الماضي.

عندما أعطينا الفئران الخلايا التي تفرز الأنسولين ، عادت مستويات الجلوكوز في الدم إلى وضعها الطبيعي في غضون أسبوعين وبقيت على هذا النحو لعدة أشهر.

الخلايا الجذعية متعددة القدرات هي في الأساس خلايا فارغة غير متمايزة لها القدرة على النمو إلى أنواع أخرى من الخلايا الموجودة في جميع أنحاء الجسم. إن تسخير هذه الإمكانات ، في سياق مرض السكري ، يعني أنه يمكن للباحثين ابتكار طرقتعديل الخلايا الجذعية لتصبح خلايا منتجة للأنسولينالتي يفتقر إليها مرضى السكر ، مما يساعدهم على التحكم في ارتفاع نسبة السكر في الدم والبقاء بصحة جيدة.

لقد كان العلماءالتحقيق في كيفية القيام بذلك لسنوات، والإبلاغ عن عدد مننجاحات متزايدة في النماذج الحيوانيةكما فهمنا للعمليات وراء خلايا جذعية يزيد التلاعب.

كان مختبر ميلمان مشغولًا أيضًا. في عام 2016 ، ابتكروا طريقة لإنتاج خلايا تفرز الأنسولين - مشتقة من مرضى السكري من النوع الأول - تعمل استجابة للجلوكوز. بعد بضع سنوات ، تعلموا كيف زيادة مستوى إفراز الأنسولين في خلايا بيتا البنكرياس المشتقة من الخلايا الجذعية.

في العمل الأخير ، عالجوا تحديًا آخر: تقليل كمية الخلايا 'غير المستهدفة' المنتجة في هذه العمليات ، عندما تتمايز الخلايا الفارغة إلى أنواع أخرى من الخلايا غير المقصودة.

'المشكلة الشائعة عندما تحاول تحويل خلية جذعية بشرية إلى خلية بيتا منتجة للأنسولين - أو خلية عصبية أو خلية قلب - هي أنك تنتج أيضًا خلايا أخرى لا تريدها ،' قال ميلمان .

في حالة خلايا بيتا ، قد نحصل على أنواع أخرى من خلايا البنكرياس أو خلايا الكبد.

أوضح الباحثون أن هذه الخلايا 'غير المستهدفة' ليست ضارة ، ولكنها أيضًا لا تعمل لأغراض مثل التحكم في الجلوكوز ، مما يحد من التأثير العلاجي للعلاج بالخلايا الجذعية ، نظرًا لأنك تعمل مع خلايا أقل صلة من الناحية العلاجية.

ومع ذلك ، يبدو أن هذه التقنية الحديثة يمكنها الحفاظ على تمايز الخلايا على الهدف.

في دراسة عام 2020 ، وجد الفريق أن عوامل النسخ التي تدفع الخلايا الجذعية نحو أن تصبح خلايا بنكرياسية مرتبطة بحالة الخلية. الهيكل الخلوي ، هيكل داعم داخل الخلايا يعمل كنوع من الهيكل العظمي ، مكون من خيوط دقيقة من ألياف بروتينية مختلفة.

يُطلق على أحد هذه البروتينات اسم الأكتين ، والذي يلعب دور دور مهم في الوظيفة الخلوية ، واتضح ، تمايز الخلايا أيضًا.

لقد وجدنا أن التلاعب بالتفاعلات بين الخلايا والمادة الحيوية وحالة الهيكل الخلوي للأكتين قد غير توقيت التعبير عن عامل نسخ الغدد الصماء وقدرة أسلاف البنكرياس على التمايز إلى خلايا بيتا مشتقة من الخلايا الجذعية. وأوضح في ورقتهم .

بعبارة أخرى ، يمكننا ضمان إنتاج الخلايا المنتجة للأنسولين بكفاءة أكبر من خلال التحكم في الهيكل الخلوي للأكتين ، والقدرة على القيام بذلك بشكل جيد لمستقبل علاجات الخلايا الجذعية ، إذا كان نموذج الفأر الخاص بالفريق هو أي شيء يجب القيام به.

تمكنا من إنتاج المزيد من خلايا بيتا ، وعملت هذه الخلايا بشكل أفضل في الفئران ، وبعضها ظل شفيًا لأكثر من عام ، أوضح ميلمان ؛ الحيوانات الضابطة ، التي لم تُزرع الخلايا ، انتهى بها الأمر بالموت ، مثل شدة مرض السكري المستحث.

هذا ليس كل شئ. يقول الباحثون إن التلاعب بالهيكل الخلوي نفسه أظهر أيضًا إمكانية التحكم بشكل أفضل في تمايز الأنواع الأخرى من الخلايا ، بما في ذلك خلايا الكبد والمريء والمعدة والأمعاء. إذا كان الأمر كذلك ، فقد تعزز هذه التقنية علاجات الخلايا الجذعية لأنواع أخرى من الأمراض ، وليس مرض السكري فقط.

بالطبع ، لا يمكننا أن نتقدم على أنفسنا ، لأن الطريقة لم يتم اختبارها حتى الآن إلا على الحيوانات ؛ كما أكد الباحثون ، نحن بعيدون جدًا عن القدرة على شفاء الأشخاص بهذا النوع من العلاج التجريبي.

ومع ذلك ، فإن النتائج واعدة بالتأكيد ، ويمكن أن تشير إلى الطريق إلى المستقبل حيث يمكننا القيام بذلك بالضبط.

تؤكد دراستنا ككل أن ديناميكيات الهيكل الخلوي تعمل بشكل تآزري مع العوامل البيوكيميائية القابلة للذوبان لتنظيم مصير خلايا الأديم الباطن ، مما يفتح فرصًا جديدة لتحسين نتائج التمايز ، استنتج المؤلفون .

تم الإبلاغ عن النتائج في التكنولوجيا الحيوية الطبيعة .

نُشرت نسخة من هذه المقالة لأول مرة في فبراير 2020.

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.