Генная технология дает более точную информацию о причинах диабета

Основная причина всех форм диабета – дисфункция бета-клеток поджелудочной железы. Бета-клетки, обнаруженные в островках поджелудочной железы, хранят и выделяют инсулин. Десятилетия исследований на животных и клеточных моделях расширили знания о молекулярных механизмах, вызывающих дисфункцию бета-клеток. Докторское исследование Диего Бальбоа теперь предлагает более точную модель, в которой используются плюрипотентные стволовые клетки человека.

"Плюрипотентные стволовые клетки человека представляют собой возобновляемый источник бета-клеток. Бета-клетки, происходящие из стволовых клеток, могут быть получены путем направленной дифференцировки и использоваться в качестве модели для изучения развития бета-клеток и заболеваний поджелудочной железы in vitro," Бальбоа объясняет.

По сравнению с новым методом, традиционно используемые животные и клеточные модели имеют ограничения, которые могут существенно повлиять на то, как результаты могут быть преобразованы в новые подходы к борьбе с диабетом у людей. Например, развитие и физиология островков поджелудочной железы у грызунов и физиология отличаются от таковых у человека, а линии клеток инсулиномы грызунов и человека не воспроизводят точно функциональность бета-клеток взрослого человека.

До сих пор лучшей моделью были островки трупного донора человека, которых мало, и которыми сложно манипулировать для определенных экспериментов.

Исследование Бальбоа продемонстрировало использование плюрипотентных стволовых клеток человека в качестве инструмента для исследования механизмов моногенного диабета. Клетки также можно трансплантировать мышам с ослабленным иммунитетом, создавая гуманизированные модели, в которых функция бета-клеток in vivo может быть тщательно оценена в системном контексте.

"С этой целью были созданы улучшенные протоколы дифференцировки плюрипотентных стволовых клеток человека в клон бета-клеток с использованием подходов трехмерной суспензионной культуры," Бальбоа говорит.

В своем исследовании Бальбоа также разработал новые методы редактирования генов на основе CRISPR-Cas9 для моделирования случаев моногенного диабета.

"Используя эти подходы, было обнаружено, что активирующая мутация в гене STAT3 вызывает неонатальный диабет, преждевременно индуцируя эндокриногенез поджелудочной железы. Подобным же образом было обнаружено, что мутации гена INS, вызывающие неправильную укладку проинсулина, нарушают развивающуюся пролиферацию бета-клеток из-за повышенного стресса эндоплазматического ретикулума."