Zerstörung der Insulin - produzierenden Beta- Zellen in der Bauchspeicheldrüse ist das Herzstück von Typ 1 und Typ 2 Diabetes. "Wir suchen nach Möglichkeiten, neue Beta-Zellen für diese Patienten , um eines Tages ersetzen tägliche Insulininjektion suchen ", sagt Ben Stanger , MD, PhD , Assistant Professor für Medizin in der Abteilung für Gastroenterologie, Perelman School of Medicine an der University of Pennsylvania . Transplantation von Inselzellen zu normalen Blutzuckerspiegel bei Patienten mit schwerer Diabetes Typ 1 wiederherzustellen, ist ein Ansatz zur Behandlung der Krankheit , und mit Stammzellen zu Beta-Zellen zu schaffen ist ein weiterer Bereich, der Untersuchung. Allerdings haben diese beiden Strategien Einschränkungen: transplantierbaren Inselzellen sind Mangelware , und die Stammzell - basierte Ansätze haben einen langen Weg vor sich , bevor sie das Krankenhaus erreichen.
"Es ist eine starke Idee , dass, wenn Sie die richtige Kombination von Transkriptionsfaktoren haben können Sie jede Zelle in eine andere Zelle zu machen. Es ist zelluläre Alchemie ", sagt Stanger .
Neue Forschungsergebnisse aus Stanger und Postdoc Yi - Ju Chen , PhD, berichtet in Cell Reports in diesem Monat , wird beschrieben, wie die Einführung von drei Proteinen, die die Regulation der DNA in den Zellkern zu steuern - genannt Transkriptionsfaktoren - in eine immundefiziente Maus drehte eine bestimmte Gruppe der Zellen in der Darmschleimhaut in die beta -ähnliche Zellen , die Erhöhung der Aussicht, mit Hilfe differenzierter Zellen der Bauchspeicheldrüse als Quelle für neue beta-Zellen .
Im Jahr 2008 , das Labor von Stanger die Postdoc- Mentor stellte die drei Beta-Zell Reprogrammierungsfaktoren - Pdx1 (P) , MafA (M) und Ngn3 (N) - zusammenfassend als PMN - in die Azinuszellen der Bauchspeicheldrüse. Bemerkenswert ist, verursacht diese Manipulation die Zellen auf einigen strukturellen und physiologischen Eigenschaften von Beta-Zellen zu nehmen.
Nach diesem Bericht legte die Stanger Team aus, um festzustellen, welche , wenn überhaupt, könnten auch andere Zelltypen in Beta-Zellen umprogrammiert werden. "Wir ausgedrückt PMN in einem breiten Spektrum von Geweben in Eins-zu- zwei Monate alten Mäusen ", sagt Stanger . " Drei Tage später starb die Mäuse Hypoglykämie . "Das Team wusste, dass sie auf dem richtigen Weg gegeben , dass einige der Zellen der Maus waren - mit Ausnahme Azinuszellen Zellen - machten viel zu viel zusätzliche Insulin , in der Tat eine tödliche Menge .
In das Aufspüren , die Zelltyp war es , "haben wir die transiente Expression der drei Faktoren in Krypta Zellen des Darms in der Nähe der Bauchspeicheldrüse gesehen", erklärt Stanger .
Sie nannten diese Beta -like, transformierte Zellen " neoislet " Zellen . Diese Zellen exprimieren Insulin und zeigen nach außen strukturelle Merkmale ähnlich wie Beta-Zellen . Die neoislets reagieren auch auf Glukose - , wenn sie in Glukose Insulin frei ausgesetzt . Die Zellen konnten auch Hyperglykämie bei diabetischen Mäusen zu verbessern.
Das Team hat auch herausgefunden, wie die Faktoren an nur in den Darm Krypta Zellen so zu drehen, die tödliche Ganzkörper Hypoglykämie Nebeneffekt, dass erst die Mäuse getötet wurde repariert .
Was mehr ist, zum Ausdruck PMN im menschlichen Darm '' Organoide '' - konvertiert auch Darmepithelzellen in beta -ähnliche Zellen - Miniatur- Darm- Einheiten, die in Kultur gezüchtet werden können .
"Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Darm kann eine zugängliche und ergiebige Quelle für funktionelle Insulin-produzierenden Zellen sein", sagt Stanger . "Unser Ziel ist es, Epithelzellen von Diabetes-Patienten , die Endoskopie gehabt zu erhalten , erweitern Sie diese Zellen , fügen PMN sie an Beta -ähnlichen Zellen zu machen, und dann geben wir sie wieder für den Patienten als eine alternative Therapie. Es ist ein langer Weg zu gehen , damit dies möglich ist , einschließlich der Verbesserung der funktionellen Eigenschaften der Zellen , so dass sie stärker ähneln beta-Zellen , und herauszufinden, alternative Wege der Umwandlung von Darmzellen zu beta -ähnlichen Zellen ohne Gentherapie.