Szansa dla chorych na cukrzycę typu I

Komórki beta jako jedyne w organizmie są zdolne do produkcji insuliny - hormonu odpowiedzialnego za obniżenie poziomu glukozy we krwi. Brak lub niedobór jej aktywności jest przyczyną cukrzycy, czyli niekontrolowanego wzrostu poziomu glukozy we krwi.

Tzw. cukrzyca typu I jest w większości przypadków związana z uszkodzeniem komórek beta - nie dziwi więc, że ich odtworzenie może być doskonałym środkiem trwałego leczenia tej choroby. Rozwiązanie problemu cukrzycy jest wielkim wyzwaniem dla medycyny - w samych tylko Stanach Zjednoczonych na cukrzycę typu I chorych jest aż 2 mln osób.

Badania przeprowadzone przez firmę biotechnologiczną Novocell są pierwszą skuteczną próbą przeprowadzenia różnicowania embrionalnych komórek macierzystych w kierunku komórek beta.

Ze względów etycznych badań nie przeprowadzono na ludziach, lecz wykorzystano jedynie ludzkie komórki embrionalne (ESC - ang. Embryonic Stem Cells), wszczepione odpowiednio dobranym myszom. Zwierzęta te miały upośledzony układ odpornościowy, co zapobiegało odrzuceniu przeszczepu, do którego u zdrowych myszy doszłoby natychmiast po transplantacji.

Już kilka miesięcy temu udało się poznać część sygnałów biochemicznych regulujących rozwój ESC w kierunku komórek beta. Udało się także wytworzyć komórki zdolne do produkcji insuliny, lecz nie wykazywały one drugiej równie ważnej cechy komórek beta: reakcji na poziom glukozy w otoczeniu. Bez tego niemożliwe byłoby zastosowanie takich komórek do regulacji poziomu glukozy we krwi pacjenta. Ostatni eksperyment przyniósł przełom w tej dziedzinie.

W związku z niepowodzeniem, naukowcy postanowili pokonać problem "okrężną drogą". Zamiast próby hodowli w pełni funkcjonalnych komórek beta dokonali tego, co udało się zrobić wcześniej: doprowadzono do różnicowania ESC do komórek endodermy trzustki. Odpowiadają one tkance istniejącej u ludzi w 6.-9. tygodniu życia płodowego. Z takich komórek powstają z kolei komórki beta. Resztę zadania powierzono samej naturze: niedojrzałe komórki wszczepiono do mysiej trzustki z nadzieją, że pozostałe sygnały zostaną dostarczone przez naturalne mikrośrodowisko wewnątrz tego organu.

Po trzydziestu dniach po implantacji, naukowcy odkryli obecność we krwi ludzkiego peptydu C - produktu pośredniego świadczącego o rozpoczęciu syntezy insuliny. Po kolejnym miesiącu stwierdzono wzrost ilości peptydu C po podaniu glukozy, co świadczyło o zdolności do syntezy ludzkiej insuliny w odpowiedzi na poziom tego cukru. Dokładnie taki cel postawili przed sobą pracownicy Novocellu.

Ostatnim etapem eksperymentu było podanie myszom toksyny, która selektywnie zabija mysie komórki beta, pozostawiając ich ludzki odpowiednik przy życiu. Wynik doświadczenia (tzn. utrzymanie zdolności do regulacji poziomu glukozy i produkcja ludzkiej insuliny) potwierdził ostatecznie, że myszy po przeszczepie miały w swoich trzustkach komórki beta pochodzenia ludzkiego.

Teresa Ku, pracująca dla kalifornijskiego Instytutu Badawczego Beckmana, podkreśla ważność tego odkrycia dla całej gałęzi nauki związanej z komórkami macierzystymi. Jej zespół również pracował nad wytworzeniem komórek beta z ESC, lecz nie odniósł do tej pory sukcesu.

Z kolei przedstawiciele Novocellu są w trakcie konsultacji z amerykańskim urzędem odpowiedzialnym m.in. za rejestrację leków (FDA - Food and Drug Administration). Rozmowy mają na celu ustalenie dodatkowych testów bezpieczeństwa przed ewentualnym rozpoczęciem analogicznych testów na ludziach.

Dotychczas bowiem nie wiadomo m.in., czy wszczepione myszom komórki są zdolne do podziałów, czy też po pewnym czasie obumrą i potrzebna będzie kolejna transplantacja. Wyniki przełomowych badań opublikowano w najnowszym wydaniu czasopisma Nature Biotechnology.

Wojciech Grzeszkowiak