Ученые из Джослина сообщают о первом поколении индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток от пациентов с необычной формой диабета, диабетом молодых людей с наступлением зрелости (MODY). Эти клетки представляют собой мощный ресурс для изучения роли генетических факторов в развитии MODY и тестирования потенциальных методов лечения. Результаты опубликованы в Журнале биологической химии.
Плюрипотентные стволовые клетки, индуцированные человеком (hiPSC), представляют собой взрослые клетки, которые были генетически перепрограммированы, чтобы проявлять характеристики эмбриональных стволовых клеток, включая способность дифференцироваться в специализированные типы клеток. Создание hiPSC, о котором впервые было сообщено в 2006 году, стало крупным научным прорывом с потенциалом для улучшения понимания многих заболеваний и помощи в разработке лекарств.
Диабет зрелого возраста у молодых (MODY) – это форма диабета, которая в основном поражает людей в возрасте 25 лет и младше и составляет от 1 до 5 процентов всех случаев диабета в Соединенных Штатах. В отличие от диабета 1 и 2 типа, которые являются полигенными и возникают в результате изменений генетических факторов и факторов окружающей среды, MODY является моногенным заболеванием, которое возникает в результате мутаций в одном гене. На сегодняшний день идентифицировано восемь типов генов MODY и одиннадцать генов MODY. Некоторые типы MODY вызывают только легкие симптомы и часто лечатся исключительно пероральными диабетическими препаратами.
Центр диабета Джослин – один из ограниченного числа научно-исследовательских институтов, способных генерировать hiPSC у пациентов с диабетом. Клетки, используемые для получения hiPSC, были получены от пациентов с пятью различными типами MODY в Центре диабета Джослин и Университетской больнице Хаукеланда, Берген, Норвегия. MODY-hiPSC морфологически, молекулярно и функционально неотличимы от плюрипотентных стволовых клеток человека (hPSC).
Как моногенное заболевание MODY обеспечивает "ценная возможность непосредственно изучить более подробно генетические механизмы, лежащие в основе заболевания, и не подвергаться влиянию других факторов, таких как инсулинорезистентность," говорит старший автор Рохит Н. Кулькарни, М.D., Ph.D., главный исследователь в секции островковых клеток и регенеративной биологии в Джослине и доцент медицины в Гарвардской медицинской школе.
Ученые сначала заставят MODY-hiPSC дифференцироваться в сторону бета-клеток и в процессе узнают больше о потенциальных блоках их способности дифференцироваться. Используя бета-клетки, полученные из ИПСК, они планируют изучить, как гены MODY регулируют секреторную функцию инсулина. "Создание hiPSC – важный шаг вперед, потому что мы не можем получить бета-клетки от живых пациентов. Эти клетки позволят нам проводить множество экспериментов, которые в противном случае были бы невозможны," говорит доктор. Кулкарни.
Ученые также планируют изучить способы исправления генетического дефекта и использовать бета-клетки, полученные из "отремонтированный" hiPSCs для тестирования различных методов лечения. "Если мы найдем лекарства, улучшающие функцию бета-клеток, мы сможем вернуться в клинику и использовать их для лечения пациентов," говорит доктор. Кулкарни. "Это позволит нам адаптировать лечение к уникальным характеристикам пациента и предоставить пациентам с диабетом индивидуальные лекарства."