În cadrul studiului, care a apărut în Nature Cell Biology, cercetătorii au arătat că pot lua celule stem obținute din țesutul stomacal uman și le pot reprograma direct – cu o eficiență uimitor de mare – în celule care seamănă foarte mult cu celulele pancreatice care secretă insulină, cunoscute sub numele de celule beta.

Transplantul unor grupuri mici din aceste celule au inversat semnele bolii într-un model de diabet la șoareci.

Studiul a fost unul de validare a conceptului, și potrivit cercetătorilor oferă o bază solidă pentru dezvoltarea unui tratament, bazat pe propriile celule ale pacienților, pentru diabetul zaharat de tip 1 și 2 sever

Insulina este un hormon care reglează nivelul de glucoză din sânge – în lipsa acesteia, glicemia devine prea mare, provocând diabetul și numeroasele sale complicații.

Se estimează că 1,6 milioane de americani suferă de diabet zaharat de tip 1, care rezultă în urma unui atac autoimun care distruge celulele beta din pancreas.

De asemenea, cel puțin alte câteva milioane de americani nu au suficiente celule beta din cauza diabetului de tip 2 sever.

Tratamentele actuale în astfel de cazuri includ injecții manuale și cu o pompă portabilă de insulină, care au și dezavantaje, inclusiv durere, control potențial ineficient al glucozei și necesitatea de a purta un echipament incomod.

Cercetătorii din domeniul biomedical urmăresc să înlocuiască funcția celulelor beta într-un mod mai natural, cu transplanturi de celule umane care funcționează ca și celulele beta: detectează automat nivelul de zahăr din sânge și secretă insulină în funcție de necesități.

În mod ideal, astfel de transplanturi ar folosi propriile celule ale pacienților, pentru a evita problema respingerii transplantului.
Dr. Joe Zhou, profesor de medicină regenerativă și membru al Institutului Hartman pentru Regenerarea Terapeutică a Organelor de la Weill Cornell Medicine lucrează la acest obiectiv de mai bine de 15 ani.

În primele sale experimente, în calitate de cercetător postdoctoral, a descoperit că celulele pancreatice obișnuite pot fi transformate în celule beta-similare producătoare de insulină prin forțarea activării a trei factori de transcripție – sau proteine care controlează expresia genelor – ceea ce duce la activarea ulterioară a genelor necesare pentru dezvoltarea celulelor beta normale.

Într-un studiu din 2016, tot la șoareci, el și echipa sa au arătat că anumite celule stem din stomac, numite celule stem gastrice, sunt, de asemenea, foarte sensibile la această metodă de activare cu trei factori.

„Stomacul își produce propriile celule secretoare de hormoni, iar celulele gastrice și pancreatice sunt adiacente în stadiul embrionar de dezvoltare, astfel încât, în acest sens, nu este complet surprinzător faptul că celulele stem gastrice pot fi atât de ușor transformate în celule secretoare de insulină de tip beta”, a declarat dr. Zhou.

Încercările de a reproduce aceste rezultate folosind celule stem gastrice umane, care pot fi prelevate relativ ușor de la pacienți, printr-o procedură ambulatorie numită endoscopie, au fost încetinite de diverse obstacole tehnice.
Cu toate acestea, în noul studiu, cercetătorii au obținut în sfârșit un succes.

După ce au transformat celulele stem gastrice umane în celule de tip beta, echipa a cultivat celulele în grupuri mici numite organoizi și a constatat că aceste bucăți de țesut asemănătoare organului real au devenit rapid sensibile la glucoză, răspunzând cu secreții de insulină.

Atunci când au fost transplantați la șoareci diabetici, organoizii de tip beta au funcționat în mare măsură ca și cum ar fi făcut-o celulele beta pancreatice reale, secretănd insulină ca răspuns la creșterile glicemiei și menținând astfel nivelul glicemiei la un nivel constant.

De asemenea, transplanturile au continuat să funcționeze atâta timp cât cercetătorii le-au monitorizat – șase luni – ceea ce sugerează o bună durabilitate.
Dr. Zhou a declarat că el și laboratorul său trebuie încă să optimizeze metoda lor în diverse moduri înainte ca aceasta să poată fi luată în considerare pentru utilizare clinică.

Printre îmbunătățirile necesare se numără metode de creștere a scalei de producție a celulelor beta pentru transplanturile la om și modificări ale celulelor asemănătoare celulelor beta pentru a le face mai puțin vulnerabile la tipul de atac imunitar care distruge inițial celulele beta la pacienții cu diabet zaharat de tip 1.

În cele din urmă, cercetătorii speră să dezvolte o tehnică care să le permită să recolteze relativ ușor celule stem gastrice de la pacienți, și apoi, să retransplanteze, câteva săptămâni mai târziu, organoizi secretori de insulină care reglează nivelul de zahăr din sânge fără a fi nevoie de alte medicamente.