Ilustracja biologii komórek

Naukowcy niedawno skutecznie wyleczyli cukrzycę typu 1, przeszczepiając pacjentowi komórki trzustki produkujące insulinę.

Naukowcy z University of Missouri współpracują z Harvard i Georgia Tech, aby stworzyć nową terapię cukrzycy, która obejmuje przeszczepianie komórek trzustki produkujących insulinę

Szacuje się, że cukrzyca typu 1 dotyka około 1,8 miliona Amerykanów. Chociaż cukrzyca typu 1 często rozwija się w dzieciństwie lub okresie dojrzewania, może wystąpić w wieku dorosłym.

Pomimo aktywnych badań na cukrzycę typu 1 nie ma lekarstwa. Metody leczenia obejmują przyjmowanie insuliny, monitorowanie diety, kontrolowanie poziomu cukru we krwi i regularne ćwiczenia. Naukowcy odkryli również niedawno nową, obiecującą metodę leczenia.

Grupa badaczy z Uniwersytet w Missouri, Georgia Institute of Technologyoraz Uniwersytet Harwardzki udowodnił pomyślne zastosowanie nowatorskiego leczenia cukrzycy typu 1 na dużym modelu zwierzęcym w nowym badaniu opublikowanym w: Postępy w nauce 13 maja. Ich metoda polega na przenoszeniu komórek trzustki produkujących insulinę, zwanych wyspami trzustkowymi, od dawcy do biorcy bez konieczności stosowania długotrwałych leków immunosupresyjnych.

Według Havala Shirwana, profesora zdrowia dzieci, mikrobiologii molekularnej i immunologii w MU School of Medicine oraz jednego z głównych autorów badania, układ odpornościowy osób z cukrzycą typu 1 może działać nieprawidłowo, co może prowadzić do zaatakowania samego siebie.

„Układ odpornościowy to ściśle kontrolowany mechanizm obronny, który zapewnia dobre samopoczucie osób w środowisku pełnym infekcji” – powiedział Shirwan. „Cukrzyca typu 1 rozwija się, gdy układ odpornościowy błędnie identyfikuje komórki produkujące insulinę w trzustce jako infekcje i niszczy je. Normalnie, gdy dostrzeżone niebezpieczeństwo lub zagrożenie zostanie wyeliminowane, mechanizm dowodzenia i kontroli układu odpornościowego uruchamia się, aby wyeliminować wszelkie nieuczciwe komórki. Jeśli jednak ten mechanizm zawiedzie, mogą wystąpić choroby, takie jak cukrzyca typu 1. ”.

Cukrzyca upośledza zdolność organizmu do wytwarzania lub wykorzystywania insuliny, hormonu, który pomaga w regulacji metabolizmu cukru we krwi. Osoby z cukrzycą typu 1 nie są w stanie kontrolować poziomu cukru we krwi, ponieważ nie wytwarzają insuliny. Ten brak kontroli może skutkować zagrażającymi życiu problemami, w tym chorobami serca, uszkodzeniem nerek i utratą wzroku.

Shirwan i Esma Yolcu, profesor zdrowia dzieci oraz mikrobiologii molekularnej i immunologii w MU School of Medicine, spędzili ostatnie dwie dekady celując w mechanizm apoptozy, który zapobiega powstawaniu cukrzycy lub odrzuceniu przeszczepionych wysp trzustkowych przez „nieuczciwe” komórki układu odpornościowego. cząsteczkę zwaną FasL na powierzchnię wysepek.

„Rodzaj apoptozy występuje, gdy cząsteczka zwana FasL wchodzi w interakcję z inną cząsteczką zwaną Fas na nieuczciwych komórkach odpornościowych i powoduje ich śmierć” – powiedział Yolcu, jeden z pierwszych autorów badania. „Dlatego nasz zespół był pionierem technologii, która umożliwiła produkcję nowej formy FasL i jej prezentację na przeszczepionych komórkach wysp trzustkowych lub mikrożelach, aby zapobiec odrzuceniu przez komórki fałszywe. Po przeszczepieniu komórek wysp trzustkowych wytwarzających insulinę, komórki nieuczciwe mobilizują się do przeszczepu w celu zniszczenia, ale są eliminowane przez FasL angażujące Fas na ich powierzchni”.

Haval Shirwan i Esma Yolcu Roy Blunt Budynek NextGen

Haval Shirwan i Esma Yolcu pracują w swoim laboratorium w budynku Roy Blunt NextGen Precision Health. Źródło: Uniwersytet Missouri

Jedną z zalet tej nowej metody jest możliwość rezygnacji z przyjmowania przez całe życie leków immunosupresyjnych, które przeciwdziałają zdolności układu odpornościowego do wyszukiwania i niszczenia ciała obcego po wprowadzeniu do organizmu, takiego jak narząd lub w tym przypadku komórka, przeszczep.

„Głównym problemem związanym z lekami immunosupresyjnymi jest to, że nie są one specyficzne, więc mogą mieć wiele niepożądanych skutków, takich jak wysokie przypadki rozwoju raka” – powiedział Shirwan. „Tak więc, korzystając z naszej technologii, znaleźliśmy sposób, w jaki możemy modulować lub wytrenować układ odpornościowy, aby akceptował, a nie odrzucał przeszczepione komórki”.

Ich metoda wykorzystuje technologię zawartą w amerykańskim patencie złożonym przez University of Louisville i Georgia Tech i od tego czasu została licencjonowana przez komercyjną firmę, która planuje uzyskać zgodę FDA na testy na ludziach. Aby opracować produkt komercyjny, naukowcy z MU współpracowali z Andresem Garcíą i zespołem z Georgia Tech, aby przymocować FasL do powierzchni mikrożeli, z dowodem skuteczności na małym modelu zwierzęcym. Następnie połączyli się z Jimem Markmannem i Ji Lei z Harvardu, aby ocenić skuteczność technologii mikrożelowej FasL w dużym modelu zwierzęcym, co zostało opublikowane w tym badaniu.

Mikroskop Haval Shirwan

Haval Shirwan ogląda próbkę przez mikroskop w swoim laboratorium w budynku Roy Blunt NextGen Precision Health. Źródło: Uniwersytet Missouri

Włączenie mocy NextGen

Badanie to stanowi ważny kamień milowy w procesie badań od ławeczki do łóżka, czyli tego, jak wyniki laboratoryjne są bezpośrednio wykorzystywane przez pacjentów w celu leczenia różnych chorób i zaburzeń, co jest cechą charakterystyczną najbardziej ambitnej inicjatywy badawczej MU, NextGen Precision Inicjatywa zdrowotna.

Podkreślając obietnicę spersonalizowanej opieki zdrowotnej i wpływ interdyscyplinarnej współpracy na dużą skalę, inicjatywa NextGen Precision Health łączy innowatorów, takich jak Shirwan i Yolcu z całej MU oraz trzech innych uniwersytetów badawczych UM System w dążeniu do zmieniających życie precyzyjnych postępów w zakresie zdrowia . Jest to wspólny wysiłek, aby wykorzystać mocne strony badawcze MU w kierunku lepszej przyszłości dla zdrowia mieszkańców Missouri i nie tylko. Budynek Roy Blunt NextGen Precision Health w MU podtrzymuje ogólną inicjatywę i rozszerza współpracę między badaczami, klinicystami i partnerami branżowymi w najnowocześniejszym ośrodku badawczym.

„Myślę, że przebywanie we właściwej instytucji z dostępem do wspaniałego obiektu, takiego jak budynek Roy Blunt NextGen Precision Health, pozwoli nam wykorzystać nasze dotychczasowe ustalenia i podjąć niezbędne kroki w celu dalszego prowadzenia badań oraz szybszego wprowadzenia niezbędnych ulepszeń. ”- powiedział pasażer.

Haval Shirwan i Esma Yolcu

Haval Shirwan i Esma Yolcu. Źródło: Uniwersytet Missouri

Shirwan i Yolcu, którzy dołączyli do wydziału na UM wiosną 2020 roku, są częścią pierwszej grupy naukowców, która rozpoczęła pracę w budynku NextGen Precision Health, a po prawie dwóch latach pracy na UM są teraz jednymi z pierwszych naukowców od NextGen, aby praca naukowa została zaakceptowana i opublikowana we wpływowym, recenzowanym czasopiśmie naukowym.

Odniesienie: „Mikrożele FasL wywołują akceptację immunologiczną przeszczepów allogenicznych wysepek u naczelnych innych niż człowiek” autorstwa Ji Lei, Maríi M. Coronel, Esmy S. Yolcu, Hongping Deng, Orlando Grimany-Nuno, Michaela D. Huncklera, Vahap Ulker, Zhihong Yang, Kang M. Lee, Alexander Zhang, Hao Luo, Cole W. Peters, Zhongliang Zou, Tao Chen, Zhenjuan Wang, Colleen S. McCoy, Ivy A. Rosales, James F. Markmann, Haval Shirwan i Andrés J. García, 13 maja 2022 r., Postępy w nauce.
DOI: 10.1126 / sciadv.abm9881

Dofinansowanie zapewniły granty Juvenile Diabetes Research Foundation (2-SRA-2016-271-SB) i National Institutes of Health (U01 AI132817), a także stypendium podoktoranckie Juvenile Diabetes Research Foundation oraz National Science Foundation Graduate Stypendium badawcze. Za treść odpowiadają wyłącznie autorzy i niekoniecznie reprezentują oficjalne poglądy agencji finansujących.

Autorzy badania chcieliby również podziękować Jessice Weaver, Lisie Kojima, Haley Tector, Kevinowi Dengowi, Rudy Mathesonowi i Nikolaosowi Serifisowi za ich wkład techniczny.

Odnotowano również potencjalne konflikty interesów. Trzech autorów badania, García, Shirwan i Yolcu, jest wynalazcami w amerykańskim zgłoszeniu patentowym złożonym przez University of Louisville i Georgia Tech Research Corporation (16/492441, złożony 13 lutego 2020 r.). Ponadto García i Shirwan są współzałożycielami iTolerance, a García, Shirwan i Markmann zasiadają w naukowej radzie doradczej ds. iTolerance.

By admin

Leave a Reply

Your email address will not be published.