Biologie Schulbücher lehren uns, dass Adulte Zelltypen bleiben fest in der Identität, die Sie erworben haben, auf Differenzierung. Durch Induktion des nicht-insulin-Herstellung von menschlichen Zellen der Bauchspeicheldrüse Ihre Funktion zu verändern, um insulin zu produzieren in einer nachhaltigen Art und Weise, Forscher an der Universität von Genf (UNIGE), Schweiz, zeigen erstmals, dass die adaptive Kapazität der Zellen ist viel größer als bisher angenommen. Außerdem ist diese Plastizität wäre nicht exklusiv für die menschliche Pankreas-Zellen. Eine revolution für Zellbiologie, entdeckt zu werden in der Zeitschrift Natur.
Die menschliche Bauchspeicheldrüse Häfen verschiedene Arten von endokrinen Zellen (α, β, δ, ε und ϒ) Sie produzieren verschiedene Hormone, die verantwortlich für die Regulierung der Blutzuckerwerte. Diese Zellen sind gebündelt in kleinen Gruppen, genannt Pankreas-Inselzellen oder Langerhans-Inseln. Diabetes tritt auf, wenn in der Abwesenheit von funktionellen β Zellen, die den Blutzuckerspiegel nicht mehr kontrolliert. An der UNIGE Fakultät für Medizin, Professor Pedro Herrera und sein team hatten bereits gezeigt, in Mäusen, dass die Bauchspeicheldrüse hat die Fähigkeit, sich zu regenerieren, neue Zellen insulin durch eine spontane Mechanismus der Identität ändern der anderen Zellen der Bauchspeicheldrüse. Aber was ist der Mensch? Darüber hinaus ist es möglich, künstlich fördern diese Umwandlung?
Von einem Hormon zu einem anderen: eine langfristige Veränderung
Um zu untersuchen, ob menschliche Zellen haben diese Fähigkeit, sich anzupassen, Genf Wissenschaftler Langerhans-Inseln aus den beiden diabetischen und nicht-diabetischen Spendern. Sie erste sortiert die verschiedenen Zelltypen zu studieren, zwei von Ihnen insbesondere: α Zellen (Glukagon-Produzenten) und ϒ Zellen (Pankreas-Polypeptid-Zellen). “Wir teilten unseren Zellen in zwei Gruppen: eine, wo wir nur eingeführt werden, eine fluoreszierende Zelle tracer, und die andere, wo, darüber hinaus, haben wir die Gene, die insulin produzieren Transkriptionsfaktoren, die spezifisch für β Zellen”, erläutert Pedro Herrera.
Die Forscher rekonstruierten “pseudo-Inseln,” mit nur einem Zelltyp zu einem Zeitpunkt, genau zu studieren und Ihre Verhaltensweisen. “Erste Beobachtung: die einfache Tatsache der Aggregation der Zellen, selbst in eigentümliche pseudo-Inseln, stimuliert die expression von bestimmten Genen in Verbindung mit insulin-Produktion, wie wenn die “nicht-β” Zellen natürlich erkannt, die Abwesenheit Ihrer “Schwestern.” Um jedoch für die Zellen produzieren insulin, mussten wir künstlich stimulieren die expression von einem oder zwei Schlüssel β Zell-Gene”, sagt Kenichiro Furuyama, ein Forscher in der Abteilung der Genetischen Medizin an der medizinischen Fakultät der UNIGE und der erste Autor dieser Arbeit. Eine Woche nach dem experiment begann, 30% der α die Zellen wurden produziert und die Sekretion von insulin als Reaktion auf Glukose. ϒ-Zellen, unter die gleiche Behandlung, wurden sogar effektiver und zahlreiche in der Umwandlung und Sekretion von insulin als Reaktion auf Glukose.
In einem zweiten Schritt wollen die Forscher transplantierten diese eigentümliche pseudo-Inseln der modifizierten menschlichen α Zellen in diabetischen Mäusen. “Menschliche Zellen erwies sich als sehr wirksam. Die Mäuse erholt!”, freut sich Pedro Herrera. “Und wie erwartet, wenn diese menschlichen Zelle transplantiert wurden entfernt, die Mäuse wurde die diabetische wieder. Wir erhalten die gleichen Ergebnisse mit Zellen aus beiden diabetischen und nicht-diabetischen Spendern, die zeigen, dass diese Plastizität ist nicht stark durch die Krankheit. Darüber hinaus funktioniert dies auch auf lange Sicht: sechs Monate nach der transplantation, die modifizierte pseudo-Inseln weiterhin zu sezernieren humanes insulin in Reaktion auf hohe Glukose.”
Zellen, die resistenter sind in der Autoimmun-diabetes
Eine detaillierte Analyse dieser menschlichen glucagon-Zellen, die zu insulin-Produzenten zeigt, dass Sie behalten eine Zelle Identität nahe, dass der α Zellen. Autoimmun-diabetes oder Typ-1-diabetes ist gekennzeichnet durch die Zerstörung der β Zellen durch das Immunsystem des Patienten. Die Forscher dann gefragt, ob diese geändert α die Zellen würden auch gezielt durch Autoimmunität, da Sie unterschiedlich bleiben aus β-Zellen. Um zu testen, Ihren Widerstand, Sie co-kultiviert Sie mit T-Zellen von Patienten mit Typ-1-diabetes. “Wir haben festgestellt, dass die geänderten α Zellen ausgelöst, die zu einer schwächeren Immunantwort, und sind daher unter Umständen weniger wahrscheinlich, vernichtet werden, die als native β Zellen.”
Heute, Pankreas-transplantation erfolgt in Fällen von extrem schweren diabetes, Transplantation, entweder die ganze Bauchspeicheldrüse oder, vorzugsweise, nur Pankreas-Inseln, eine weniger invasive Ansatz. Diese Technik ist sehr effektiv, hat aber seine Grenzen: wie bei jeder Transplantation, es geht hand in hand mit der immunsuppressiven Therapie. Trotz dieser, die transplantierten Zellen verschwinden nach ein paar Jahren. “Die Idee, mit Hilfe der intrinsischen regenerativen Kapazitäten des menschlichen Körpers macht hier Sinn,” Pedro Herrera betont. Aber viele Hürden bleiben, bevor Sie eine Behandlung, die sich aus unserer Entdeckung vorgeschlagen werden kann. “Wir müssen wirklich einen Weg finden-pharmakologischen oder durch gen-Therapie-zu stimulieren, diese änderung der Identität in den betreffenden Zellen innerhalb des Patienten Bauchspeicheldrüse, aber ohne nachteilige Effekte auf andere Zelltypen”, fügt er hinzu. Der Weg wird schwierig und lang. Diese Arbeit wurde finanziert durch das NIH-NIDDK (National Institute of Diabetes and Digestive und Nierenkrankheiten, Teil der US National Institutes of Health), einen bonus von excellence des schweizerischen Nationalfonds (SNFS) und der “Fondation privée des HUG,” unter anderem.
