Menschlichen Magen-Darm -Zellen umgeschult , Insulin zu produzieren
Durch Ausschalten eines einzigen Gens , haben Wissenschaftler an der Columbia University Naomi Berrie Diabetes Center menschlichen Magen-Darm -Zellen in Insulin-produzierende Zellen umgewandelt und zeigt im Prinzip , dass ein Medikament könnte Zellen in einer Person GI-Trakt umschulen , Insulin zu produzieren .
Die neue Forschung wurde heute in der Online- Ausgabe der Zeitschrift Nature Communications berichtet .
"Die Leute haben über das Drehen einer Zelle in eine andere für eine lange Zeit gesprochen , aber bis jetzt hatten wir nicht bis zur Schaffung eines voll funktions Insulin-produzierenden Zellen durch die Manipulation eines einzelnen Ziel bekommen ", sagte der leitende Autor der Studie Domenico Accili , MD, der Russell Berrie Foundation Professor für Diabetes ( in Medizin ) an der Columbia University Medical Center ( CUMC ) .
Die Feststellung wirft die Möglichkeit , dass die Zellen in Typ 1 Diabetes verloren kann leichter durch die Umerziehung der vorhandenen Zellen als durch die Transplantation neuer Zellen aus embryonalen oder adulten Stammzellen erstellt ersetzt werden.
Seit fast zwei Jahrzehnten haben Forscher versucht, Surrogat- Insulin-produzierenden Zellen für Typ-1- Diabetes-Patienten machen . Bei Typ 1 Diabetikern werden natürliche Insulin-produzierenden Zellen des Körpers durch das Immunsystem zerstört.
Menschlichen Magen-Darm -Zellen von Patienten wurden entwickelt, um Insulin ( grün fluoreszierend ) im Labor zum Ausdruck bringen.
Credit: Columbia University Medical Center
Obwohl Insulin-produzierende Zellen können nun im Labor aus Stammzellen hergestellt werden , diese Zellen noch nicht alle der Funktionen des natürlich vorkommenden pankreatischen beta-Zellen .
Dies hat einige Forscher dazu geführt , anstatt zu versuchen, vorhandene Zellen in einem Patienten, in Insulin - Produzenten zu transformieren. Frühere Arbeiten von Dr. Accili Labor hatte diese Maus Darmzellen können in Insulin-produzierende Zellen transformiert werden gezeigt ; der aktuelle Columbia Studie zeigt, dass diese Technik auch in menschlichen Zellen.
Die Columbia Forscher konnten menschlichen Darmzellen zu lehren, Insulin als Reaktion auf physiologischen Umständen durch Deaktivieren der Zellen FOXO1 Gen zu machen.
Dr. Accili und Postdoc Ryotaro Bouchi ersten schuf ein Gewebemodell des menschlichen Darms mit menschlichen pluripotenten Stammzellen . Durch Gentechnik, sie dann deaktiviert jede funktionierende FOXO1 in den Darmzellen . Nach sieben Tagen einige der Zellen begonnen Loslassen Insulin und , ebenso wichtig, nur in Reaktion auf Glucose .
Das Team einen vergleichbaren Ansatz in seiner früheren , Maus Studie verwendet hatte . Bei den Mäusen , wurde Insulin durch Darmzellen hergestellt in die Blutbahn , arbeitete wie Normalinsulin , und konnte fast normalisieren Blutzuckerspiegel in diabetischen Mäusen anders : Neuer Ansatz für die Behandlung von Typ-I- Diabetes? Columbia Wissenschaftler Transdarmzellenin Insulin -Fabriken. Das Werk, das im Jahr 2012 in der Zeitschrift Nature Genetics berichtet wurde , ist seit unabhängige Bestätigung von einer anderen Gruppe erhalten .
"Durch die zeigen, dass menschliche Zellen können in der gleichen Weise wie der Maus -Zellen reagieren , haben wir ein Haupt Hürde genommen und kann nun vorwärts zu bewegen , um zu versuchen , um diese Behandlung zu verwirklichen ", sagte Dr. Accili .
Der Schlüssel wird sein, die Suche nach einem Medikament, das in den Magen-Darm- FOXO1 Zellen des Menschen hemmen können ; Dr. Accili ist nun auf der Suche nach geeigneten Verbindungen .
Co-Autor L. Rudolph Leibel , MD, der Christopher J. Murphy Memorial Professor für Diabetesforschung , Professor für Pädiatrie und Medizin, und Co-Direktor des Naomi Berrie Diabetes Center in CUMC , sagte, dass " diese Arbeit stellt ein neues Recherche-Tool zur Untersuchung der biologischen Grundlagen der wichtigen Beziehungen zwischen dem Darm und Insulin-produzierenden Zellen , sowie ein klarer Hinweis auf die mögliche klinische Nützlichkeit stammzellbasierte Ansätze zur Diabetes. "