Вирусы спасут от диабета
Диабет 1 типа – это хроническое заболевание, при котором иммунная система организма разрушает собственные бета-клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин, что приводит к повышению уровня глюкозы в крови.
Одна из основных целей лечения диабета 1 типа заключается в сохранении и восстановлении функционирующих бета-клеток поджелудочной железы. Это привело бы к нормализации секреции инсулина. Но у пациентов с сахарным диабетом 1 типа заместительная терапия в виде введения бета-клеток, вероятно, обречена на провал, потому что новые клетки страдают и гибнут от тех же иммунных механизмов, которые уничтожают собственные клетки.
Исследователи из Медицинской школы Питтсбургского университета использовали аденоассоциированные вирусные векторы (ААВ-векторы) для доставки в поджелудочную железу белков Pdx1 и MafA, которые репрограммировали альфа-клетки поджелудочной железы в инсулин-продуцирующие бета-клетки.
Репрограммирование альфа-клеток в бета-подобные несет в себе большой потенциал. Это связано с тем, что в результате инсулин начнут вырабатывать другие клетки, которые не подвержены атаке иммунной системы. Это означает, что полученный результат сохранится надолго.
Чтобы изучить возможность такого лечения, исследователи под руководством Джорджа Гиттеса (George Gittes) использовали метод генной терапии с применением вирусных векторов – специальным образом измененных вирусов (в данном случае аденовирусов), которые способны прицельно доставить необходимые белки к клеткам-мишеням.
Белки Pdx1 и MafA, взаимодействуя с альфа-клетками поджелудочной железы, запускали процесс приобретения ими функций бета-клеток. В результате получаются бета-подобные клетки, которые способны полностью заместить функции поврежденных бета-клеток. Альфа-клетки в данном случае – идеальная замена, так как они имеют морфологическое сходство с бета-клетками, располагаются в поджелудочной железе, и их достаточно много. Исследователи сравнили «истинные» бета-клетки с бета-подобными, полученными путем перепрограммирования альфа-клеток. Было подтверждено практически полное сходство. В результате у мышей нормализовался уровень глюкозы в крови на длительный срок (в среднем на 4 месяца).
В исследовании на культуре репрограммированных альфа-клеток человека были получены такие же стойкие результаты.
На обоих снимках изображены клетки поджелудочной железы человека, обработанные препаратом для уничтожения инсулин-продуцирующих бета-клеток. На фото слева – результат введения пустых ААВ-векторов, справа – ААВ-векторов с белками, репрограммирующими альфа-клетки. Зеленые пятна на правой фотографии – клетки, содержащие инсулин.
Вирусная генная терапия с использованием ААВ-вектора в настоящее время интенсивно исследуется для лечения других заболеваний.
Вирусные векторы способны доставлять белки непосредственно в поджелудочную железу, для этого необходимо регулярное проведение малоинвазивного эндоскопического вмешательства. Однако существует риск воспаления поджелудочной железы в ответ на саму процедуру. К тому же, процесс лечения не требует иммуносупрессии (подавления иммунных реакций), поэтому есть риск возникновения побочных реакций в виде воспаления в ответ на возможное инфицирование.
Самой большой проблемой данного метода лечения является то, что в исследовании на мышах не удалось получить стойкий пожизненный эффект: у мышей по истечении некоторого времени вновь развивался диабет. Хотя в переводе на «человеческое» время, 4 месяца, в течение которых держался эффект терапии у мышей, составляют несколько лет.
Это исследование, по сути, является первым описанием клинически важного, простого и изолированного вмешательства в аутоиммунный процесс при сахарном диабете 1 типа, которое приводит к нормализации уровня глюкозы в крови.
Учитывая впечатляющие результаты, полученные в исследовании на мышах, можно предположить, что дальнейшие клинические исследования ААВ-векторной генной терапии у пациентов, страдающих сахарным диабетом 1 или 2 типов, будут проводиться в самое ближайшее время.
В настоящее время группа исследователей планирует проведение исследования разработанного метода лечения на приматах.
Статья Xiangwei Xiao et al. Endogenous Reprogramming of Alpha Cells into Beta Cells, Induced by Viral Gene Therapy, Reverses Autoimmune Diabetes опубликована в журнале Cell Stem Cell.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам EurikAlert: Gene therapy restores normal blood glucose levels in mice with type 1 diabetes.