Новое революционно исследование с использованием материалов, полученных исключительно от людей, показало, что инсулин-продуцирующие бета-клетки могут изменять свою функцию при диабете, и что это изменение может быть обратимым.
Исследование, проведенное Университетом Эксетера, является первым, которое впервые посмотрело на клетки, используя полностью свободную от животных модель, вместо того, чтобы использовать полностью человеческую клеточную систему в лабораториях. Команда обнаружила, что система обмена сообщениями РНК, которая говорит белкам, как вести себя в клетках, отличается при диабете. Изменения приводят к тому, что некоторые бета-клетки больше не вырабатывают инсулин, который регулирует уровень сахара в крови, а вместо этого производят соматостатин, который может блокировать секрецию других важных гормонов, включая сам инсулин.
Исследование опубликовано в Human Molecular Genetics и финансируется Animal Free Research UK. Исследование может дать нам новое понимание того, как высокий уровень сахара в крови может изменить поведение важных гормональных клеток и проложить путь к новым методам лечения.
Профессор Лорна Харрис из Медицинской школы Университета Эксетера, возглавлявшая исследование, сказала: «Эти идеи действительно захватывают. Только недавно исследователи из Эксетера обнаружили, что люди с диабетом 1 типа все еще сохраняют некоторые инсулинопродуцирующие клетки, но окружающая среда, производимая диабетом, может быть токсичной для этих оставшихся клеток. Наша работа может привести к новым изменениям в защите этих клеток, которые помогут людям сохранить способность вырабатывать свой собственный инсулин. Метод, который мы использовали для создания клеточной системы человека в первый раз, очень важен, я не думаю, что мы увидели бы эти изменения в мышиных клетках.»
Карла Оуэн, исполнительный директор Animal Free Research UK, которая финансировала исследование, сказала: «Это новаторское исследование в его лучшем проявлении, мы поддержали команду Exeter, чтобы создать новый метод исследования того, как диабет влияет на людей, а не на животных. Их прорывные открытия никогда не были бы обнаружены у животных, подчеркивая важность использования человеческого подхода к пониманию человеческих болезней. Мы гордимся тем, что поддерживаем следующий этап, чтобы продвинуть это открытие вперед и ближе к лечению людей, живущих с диабетом.»
Команда изучила, что происходит с бета-клетками человека при воздействии среды, которая реплицирует диабет типа 2.
Потеря бета-клеток происходит как при диабете типа 1, так и при диабете типа 2. Ученые ранее предполагали, что это связано с тем, что микроокружение вокруг клеток заставляет их умирать.
Однако команда впервые обнаружила, что часть клеток больше не являются бета-клетками, которые производят инсулин. На самом деле они начали вырабатывать другой гормон — соматостатин, характерный для дельта-клеток.
Затем команда проанализировала посмертную ткань поджелудочной железы у людей с диабетом 1 или 2 типа. Это показало, что у них больше дельта-клеток, чем должно было быть, предполагая, что диабет может быть причиной того, что некоторые из бета-клеток у людей превращаются в дельта-клетки, а также в клетках в лаборатории.
Аналогичные результаты были получены в моделях животных, но изменения различны. У мышей большинство изменений — это бета-альфа-клетки, а не дельта-клетки. Альфа-клетки вырабатывают другой гормон, глюкагон. Это означает, что последствия изменений типа клеток у мышей и людей могут быть разными.
На следующем этапе команда исследовала, почему клетки могут меняться от бета-клеток к дельта-клеткам, изучая генную регуляцию. Они рассмотрели различия в генах, которые принимают решение о том, какой тип сообщения РНК используется, который помогает клеткам контактировать с окружающей средой. В образцах поджелудочной железы людей с диабетом 2 типа они обнаружили, что около четверти генов показывают нарушение ожидаемой структуры сообщений по сравнению с образцами людей без диабета. Это указывает на то, что различия в регуляторах переводятся в различия в сообщениях. Тип сообщения РНК контролирует каждый аспект жизни или поведения клеток, и авторы предполагают, что это может быть причиной того, что обработанные клетки ведут себя по-разному.
Профессор Харрис сказала: «Действительно захватывающее открытие заключается в том, что в лаборатории, по крайней мере, мы смогли обратить вспять изменения, превратить дельта-клетки обратно в бета-клетки, если мы восстановим окружающую среду до нормальной, или если мы обработаем клетки химическими веществами, которые восстанавливают регуляторные гены и типичные изменения РНК-сообщений придут в норму. Это очень многообещающе, когда мы рассматриваем потенциал для новой терапии.»
Источник: University of Exeter