Надежда для диабетиков: инсулин можно синтезировать в кишечнике
Результаты, полученные исследователями Колумбийского университета, работающими под руководством профессора Доменико Аккили (Domenico Accili), свидетельствуют о том, что клетки кишечника пациентов с диабетом 1 типа можно научить синтезировать инсулин.
Диабет 1 типа является аутоиммунным заболеванием, приводящим к гибели инсулинпродуцирующих клеток поджелудочной железы. Утрата этих клеток необратима и для контроля уровня глюкозы в крови пациентам в течение всей жизни приходится прибегать к регулярным инъекциям инсулина.
Целью, к которой стремятся специалисты, занимающиеся поисками методов лечения этого заболевания, является замена утраченных клеток новыми, способными высвобождать достаточное количество инсулина в кровоток пациента. Ученые уже научились превращать эмбриональные стволовые клетки в инсулинпродуцирующие, однако эти клетки непригодны для трансплантации пациентам. Проблема заключается в том, что они не способны регулировать интенсивность синтеза инсулина в ответ на изменение уровня глюкозы. В организме пациента такие клетки секретировали бы инсулин без необходимости, что чревато опасной для жизни гипогликемией.
Входящие в состав тканей желудочно-кишечного тракта клетки-предшественники способны давать начало широкому спектру специализированных клеток, в том числе клеткам, синтезирующим серотонин, желудочный ингибиторный пептид (он усиливает ответ бета-клеток на действие глюкозы) и другие гормоны, высвобождаемые в просвет желудочно-кишечного тракта и кровоток. Оказалось, что некоторые из этих клеток-предшественников кишечника мышей обладают удивительной способностью превращаться в инсулинпродуцирующие клетки.
Такого результата исследователи добились путем инактивации гена Foxo1 (известного благодаря участию в определении дифференцировки клетки) в клетках-предшественниках тонкого кишечника мышей. Причем описанный эффект наблюдался не только на ранних этапах развития животных, но и при проведении манипуляций над взрослыми мышами, хотя в первом случае инактивация Foxo1 обеспечивала появление большего количества инсулинпродуцирующих клеток.
На снимке с сайта Columbia University Medical Center инсулинпродуцирующие клетки кишечника экспрессируют глюкокиназу – ключевой фермент процесса переработки глюкозы. Инсулин окрашен в красный цвет, глюкокиназа – в зеленый. Желтая окраска появилась в местах смешения цветов.
Механизмы этого феномена еще неясны ученым, однако они отмечают, что формирующиеся клетки имеют функциональные рецепторы, регистрирующие концентрацию глюкозы, что исключает возможность синтеза избыточного количества инсулина.
Синтезируемый инсулинпродуцирующими клетками кишечника инсулин высвобождается в кровоток в количестве, достаточном для нормализации уровня глюкозы в крови мышиной модели диабета.
Более того, желудочно-кишечный тракт частично защищен от активности иммунной системы, что, возможно, предотвратит имеющее аутоиммунную природу разрушение вновь сформированных инсулинпродуцирующих клеток кишечника пациентов с диабетом 1 типа.
Для превращения идентифицированного механизма в эффективный метод терапии, который позволит излечивать от диабета не только педиатрических, но и взрослых пациентов, необходимо найти препарат, безопасно и эффективно блокирующий активность гена Foxo1 в клетках-мишенях. Исследователи уверены, что это возможно, так как им уже удалось в лабораторных условиях с помощью химического соединения (название его по понятным причинам не разглашается) ингибировать синтез Foxo1 в клетках-предшественниках и превратить их в инсулинпродуцирующие клетки.
Статья Chutima Talchai et al. Generation of functional insulin-producing cells in the gut by Foxo1 ablation опубликована в предварительной on-line версии журнала Nature Genetics.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Columbia University: New Approach to Treating Type I Diabetes? Columbia Scientists Transform Gut Cells into Insulin Factories.
16.03.2012