Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

Человеческие эмбриональные поджелудочные островковые структуры как исходный материал для лечения диабета 1-го типа

Human fetal pancreatic islet-like structures as source material to treat type 1 diabetes
Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4054946/

Заболеваемость диабетом 1 типа растет во всем мире. Текущая терапия остается субоптимальной. Увлекательным терапевтическим достижением в краткосрочной перспективе является разработка и применение технологии замкнутого контура. Однако клеточная и тканевая терапия продолжает оставаться неудовлетворенной потребностью в расстройстве. Человеческие островки, изолированные от умерших доноров, будут клинически доступны для лечения диабета 1 типа в течение следующих 1-2 лет. В настоящее время ведутся другие подходы, такие как ксенотрансплантация и продукты островков, полученные из эмбриональных стволовых клеток человека и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. В настоящем комментарии дается контекст и обсуждаются будущие усилия по трансплантации островковых структур, полученных из фетальной поджелудочной железы.

См. Соответствующие исследования Zhang et al., Http://stemcellres.com/content/4/6/141

В этом выпуске «Исследования и терапия стволовыми клетками» Чжан и его коллеги сообщают результаты своих попыток изолировать, культивировать и пересаживать островковые структуры из клеток-предшественников эмбрионального панкреатика человека, стремящихся разработать такую ​​терапию для диабета типа 1 (T1D) [1]. T1D характеризуется тяжелой недостаточностью инсулина [2] — хотя его наиболее распространенное и драматическое проявление происходит в детском возрасте, это может произойти в любом возрасте. В настоящее время расстройство лечится заменой инсулина с использованием нескольких ежедневных инъекций инсулина, инсулиновой помпы или инсулиновой помпы с непрерывным увеличением уровня глюкозы. Недавнее одобрение первой закрытой терапии для расстройства в США Управлением по контролю за продуктами и лекарствами после публикации его эффективности представляет собой важный шаг вперед в лечении расстройства [3]. Тем не менее, дальнейшие улучшения в терапии с закрытым контуром и дополнительные варианты по-прежнему необходимы для адекватного лечения расстройства. Такие варианты включают глюкозочувствительную клеточную или тканевую терапию. В настоящее время доступна трансплантация всего поджелудочной железы, и продукт островков от умершего донорского панкреата, скорее всего, будет одобрен в течение следующих 1-2 лет в качестве клинической терапии T1D, связанной с частым и тяжелым гипогликемией. Обе терапии связаны с необходимостью хронической иммуносупрессии и нехватки донорских органов.

С согласия исследовательских субъектов и утверждения местного комитета по этике Чжан и его коллеги получили панкреату от нескольких плодов в возрасте от 10 до 12 недель [1]. Они изолировали островковые структуры, используя стандартные методы разделения на основе коллагеназы из этой панкреати, а затем расширили и дифференцировали их in vitro. Различные соответствующие маркеры оценивали in vitro после дифференцировки. Островки, подобные структурам, перевернули гипергликемию при пересадке под почечной капсулой голых мышей, сделанных химически диабетическими. Нефректомия почек, несущих трансплантацию островковых структур, восстанавливает гипергликемию, обеспечивая доказательство функционирования трансплантированных островковых структур.

Исследования с тканями плода человека должны проводиться с соответствующими контрольными и противовесами. Текущая работа проводилась в рамках таких правил. Эти сдержек и противовесов, а также этические проблемы могут затруднить исследование с участием плодных тканей человека, и это является вероятным объяснением отсутствия или ограниченного числа исследований, начиная с такого исходного материала на сегодняшний день. Фетальная ткань клинически использовалась для пациентов с болезнью Паркинсона около 20 лет назад тремя независимыми исследовательскими группами [4-6]. Редакция в том же номере всесторонне рассмотрела этические, социальные и политические проблемы, связанные с такой работой [7]. На сегодняшний день работа с использованием такой ткани по-прежнему ограничена по степени. В последнее время человеческие эмбриональные клетки поджелудочной железы, полученные из поджелудочной железы от 7-11-недельных плодов, использовались для создания генетически модифицированной линии клеток бета-клеток поджелудочной железы человека, которая меняла химически индуцированный диабет у мышей [8]. Текущее исследование представляет собой первый в своем роде попытку работы с плоскими островковыми структурами в качестве исходного материала для получения трансплантируемого материала без трансформации ткани. За последние 15 лет многие центры работали с альтернативными исходными материалами, такими как человеческие эмбриональные стволовые клетки (ESC) или, в последнее время, индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSCs) [9], причем последний предлагает большое преимущество аутологичных. Каждая из этих захватывающих областей исследований должна быть продолжена, чтобы сделать больше вариантов лечения доступными для пациентов с такими заболеваниями, как T1D.

По мере продолжения этой захватывающей работы впереди лежат лабораторные и экспериментальные задачи. В нынешней рукописи, являющейся первой в своем роде, использовались методы, основанные на экспериментальных протоколах от культуры ESC и iPSC. Важными областями для будущих исследований, включающих ткань плодного поджелудочного железа в качестве исходного материала, являются: (i) определение исходного материала, включая минимальные характеристики, такие как доля клеток, которые являются CD133-позитивными (используется Чжан и его коллегами); (ii) культуральные среды и факторы роста, необходимые для расширения островковых структур; (iii) молекулярные / окрашивающие критерии для идентификации островковых структур, подходящих для начала протоколов дифференциации; и (iv) культуральные среды, этапы и продолжительность каждого этапа для индукции дифференциации. Также важно контролировать чувствительность глюкозы к островкам, полученным из плодных тканей, поскольку бета-клетки новорожденных обычно демонстрируют незрелые фенотипы бета-клеток с ограниченной чувствительностью к глюкозе [10-14]. Будущие клинические применения также требуют (i) критериев выпуска для продукта островки, (ii) подходящих моделей животных для оценки эффективности продукта островка, (iii) данных по эффективности и безопасности экспериментов на животных и (iv) идентификации соответствующих людей для исследований фазы 1 и 2. Мы понимаем, что некоторые из этих проблем также применимы к исследованиям ESC и iPSC. Расширение работы в каждом из этих полей дает прекрасную возможность для перекрестного оплодотворения и ускорения развития терапии.

Это касается того, что частота T1D растет глобально, даже когда мы приближаемся к 100 годам с момента открытия и последующего терапевтического использования инсулина для лечения расстройства [15]. Когда мы приближаемся к столетней вехой, прогресс в развитии «замкнутой петли» — это радость. Эффективное тестирование альтернативных методов лечения, таких как трансплантация различных клеточных продуктов из алло и авто источников, потребует коллективных усилий по дисциплинам и клиническим центрам, с одной стороны, и пациентам и семьям — с другой. Исследование, опубликованное Чжан и его коллегами, расширяет исходный материал для разработки новых методов лечения. Продвижению этой работы потребуются научные и клинические команды для инноваций, при этом соответствующие нормативные рамки.

ESC: эмбриональная стволовая клетка; iPSC: индуцированная плюрипотентная стволовая клетка; T1D: диабет 1 типа.

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Комментариев нет.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *