Стволовые клетки крови

Согласно новому исследованию, увеличение уровня определенного белка в стволовых клетках крови, для того, чтобы иммунная система прекратила атаковать клетки инсулина в поджелудочной железе, может стать способом остановить диабет 1 типа.

Исследователи Гарвардской медицинской школы в штате Массачусетс обнаружили, что они могут отменить гипергликемию у диабетических мышей, изменив их дефектные стволовые клетки крови, посредством увеличения производства белка под названием PD-L1.

При диабете 1 типа поджелудочная железа не производит достаточного количества инсулина. Без достаточного количества инсулина организм не может преобразовывать сахар крови в энергию для клеток, в результате чего глюкоза накапливается в кровотоке.

Со временем высокий уровень сахара в крови или гипергликемия приводит к серьезным осложнениям, таким как проблемы со зрением и повреждение кровеносных сосудов, нервов и почек.

Иммунная система атакует бета-клетки

Около 5 процентов из 12,1 миллиона человек с диагнозом диабета в России имеют диабет 1 типа.

Организм вырабатывает инсулин в поджелудочной железе, органе, который находится прямо за желудком. Железа содержит бета-клетки продуцирующие инсулин, эти клетки определяют уровень глюкозы в крови и высвобождают нужное количество инсулина, чтобы поддерживать уровень сахара в норме.

При сахарном диабете 1 типа, сбой в иммунной системе, вызывает воспалительные Т-клетки атаковать бета-клетки поджелудочной железы. Никто точно не знает, отчего это происходит, но ученые подозревают, что вирус или какой-либо другой триггер в окружающей среде провоцирует этот процесс у людей с определенными унаследованными генами.

«Святой Грааль» для ученых, ищущих лекарство от диабета 1 типа, найти способ предотвратить или остановить иммунную атаку на бета-клетки.

Были опробованы несколько подходов, в том числе «цитостатические» препараты для остановки активности клеток, вакцины, которые изменяли иммунный ответ, и методы лечения, которые использовали стволовые клетки, взятые из пуповины.

«Дефектные стволовые клетки крови»

Один из подходов, который показал больше надежд, — это «аутологичная трансплантация костного мозга», которая пытается «перезагрузить» иммунную систему человека, используя собственные кроветворные стволовые клетки. Тем не менее, даже этот метод не оказался столь же эффективным, как ожидали врачи.

Теперь, в новом исследовании, ученые, возглавляемые Паоло Фиориной, доцентом педиатрии в Бостонской детской больнице Гарвардской медицинской школы, возможно, обнаружили, что лечение, которое использует собственные стволовые клетки человека, может не всегда работать.

«Мы обнаружили, что при диабете, — объясняет профессор Фиорина, — дефектные стволовые клетки крови способствуют воспалению и, возможно, приводят к возникновению заболевания».

Дефект, который они обнаружили, заключается в том, что стволовые клетки крови, то есть клетки-предшественники, которые приводят к появлению зрелых клеток, не продуцируют достаточного количества белка, называемого PD-L1, который управляет обратной атакой Т-клетками.

Они выяснили это, используя профилирование экспрессии генов, чтобы обнаружить, какие белковые стволовые клетки крови продуцируют. Ученые нашли, что генетическая сеть путей, контролирующих продукцию PD-L1, различна в стволовых клетках крови людей с диабетом и мышей. Это различие достаточно для прекращения производства PD-L1 даже на ранних стадиях заболевания.

«Перестройка иммунной системы»

PD-L1 — это молекула иммунной контрольной точки, которая помогает поддерживать баланс иммунной системы. Когда этот белок подключается к другому белку под названием PD-1, который находится на поверхности Т-клеток, он инактивирует их.

Ученые провели ряд экспериментов, в которых они лечили стволовые клетки крови, посредством увеличения PD-L1, а затем протестировали их на клетках человека и мыши. Они обнаружили, что модифицированные стволовые клетки крови уменьшают воспалительную иммунную реакцию в клетках человека и мышей.

Когда ученые вводили модифицированные стволовые клетки диабетическим мышам, они обнаружили, что клетки перемещались на поджелудочную железу животных и в краткосрочной перспективе отменяли гипергликемию. В более долгосрочной перспективе третья часть мышей сохраняла нормальный уровень сахара в крови на всю оставшуюся жизнь.

«Когда мы вводили эти клетки, на самом деле происходила перестройка иммунной системы», — отмечает профессор Фиорина.

Исследователи экспериментировали с двумя способами заставить стволовые клетки крови выработать больше PD-L1: первый, ввод здорового гена для PD-L1, а другой, который модифицировал белковые механизмы клеток с помощью «коктейля» из трех небольших молекул. Оба метода имели одинаковый эффект реверсирования диабета.

«Преимущество такого подхода — это практически полное отсутствие каких-либо побочных эффектов, поскольку используются собственные клетки диабетиков».

Ученые надеются начать клиническое исследование этого подхода в качестве лечения диабета 1 типа.
Теги: ,