Актуальные направления в терапии сахарного диабета
Сахарный диабет признан глобальной проблемой здравоохранения. К настоящему времени заболеваемость сахарным диабетом достигла более 400 млн человек во всем мире. Известно, что данное заболевание обусловлено деградацией или дисфункцией инсулин-продуцирующих β-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы, что приводит к нарушениям секреции инсулина и неспособности поддерживать физиологический уровень гликемии, а в экстремальных ситуациях может служить причиной кетоацидоза или фатального исхода. Нередко поддержание жизнедеятельности пациентов зависит от инсулинотерапии, что все же не исключает развития ретинопатии, нефропатии, диабетической нейропатии и сердечно-сосудистых осложнений.
Альтернативным методом терапии, предложенным в настоящее время, стала замена эндогенных β-клеток путем трансплантации островков поджелудочной железы. Все же, несмотря на то, что данное терапевтическое направление имело клинический успех, ограничения доступности тканей для трансплантации затрудняло его широкое применение. В то же время было показано, что дифференциация плюрипотентных стволовых клеток человека в β-клетки является многообещающим альтернативным источником указанных структур для заместительной терапии, а также для исследовательских целей — моделирования заболевания и изучения морфофизиологии поджелудочной железы.
Одним из последних достижений в данной сфере исследований стала разработка протоколов дифференцировки плюрипотентных стволовых клеток человека по созданию инсулин-продуцирующих клеток, сходных с панкреатическими β-клетками. Однако, невзирая на то, что β-клетки, полученные из стволовых предшественников, способны к глюкозостимулированной секреции инсулина, было показано, что уровни такой секреции остаются низкими и недостаточными для поддержания динамического метаболического баланса клеток организма человека.
Потенциал стволовых клеток
В новой работе, представленной учеными Медицинской школы Университета Вашингтона в Сент-Луисе (Washington University School of Medicine,) США, описан потенциал дифференциации коаксиальных стволовых клеток в β-клетки, секретирующие инсулин. По результатам исследования была обоснована перспектива терапевтического применения указанных клеток, являющихся более чувствительными к колебаниям уровня глюкозы в крови. Статья по материалам исследования была опубликована в издании «Stem Cell Reports» 17 января 2019 г.
В обсуждении результатов работы авторы сообщают о стратегии клеточной дифференциации, сфокусированной на модуляции передачи сигналов трансформирующего фактора роста β (TGF-β), контроле размера клеточного кластера и использовании обогащенной бессывороточной среды для генерации β-клеток из стволовых коаксиальных предшественников. При трансплантации полученных из коаксиальных предшественников β-клеток лабораторным мышам удалось наблюдать, что указанные β-клетки секретировали инсулин в течение нескольких дней и способствовали поддержанию контроля уровня глюкозы крови в течение нескольких месяцев. Способность этих клеток к динамической секреции инсулина делает их перспективным источником клеточной терапии сахарного диабета.
Перспективы клеточной терапии сахарного диабета
По итогам проведенной работы авторы высказали мнение о необходимости оценки применения такого терапевтического подхода у людей. Как исследователь, но не как врач, руководитель проекта Джеффри Р. Миллман (Jeffrey R. Millman) отметил, что невозможно точно спрогнозировать, когда β-клетки, полученные из коаксиальных предшественников, могут быть применены в клинических испытаниях у людей. Однако ученый выразил уверенность в том, что существуют по меньшей мере два способа, позволяющих провести подобные тестирования в ближайшем будущем. Так, согласно одному из них, стволовые клетки могут быть помещены в среду со свойствами геля — с порами, достаточно маленькими, чтобы предотвратить проникновение иммунных клеток, но достаточно большими, чтобы не препятствовать секреции инсулина.
Другой способ, по мнению ученого, мог бы заключаться в использовании инструментов редактирования генов с целью изменения генов β-клеток таким образом, чтобы препятствовать их разрушению иммуноцитами после имплантации в организм человека. В заключение Д.Р. Миллман добавил, что если β-клетки, полученные из стволовых клеток, окажутся безопасными и эффективными для пациентов с сахарным диабетом, предложенный метод синтеза таких клеток может быть расширен до промышленного масштаба.
- Velazco-Cruz L., Song J., Maxwell K.G. et al. (2019) Acquisition of dynamic function in human stem cell-derived β cells. Stem. Cell. Reports, Jan. 17 [Epub. ahead of print].
- Washington University School of Medicine (2019) New hope for stem cell approach to treating diabetes: Insulin-producing cells more responsive to fluctuating glucose levels. ScienceDaily, Jan. 17.
Наталья Савельева-Кулик
