داء السكري من النوع الأول: الاقتراب من العلاج الذي ينتج خلايا الأنسولين الجديدة
لقد فتح البحث الأخير آفاقاً جديدة في البحث عن علاج لمرض السكري من النوع الأول يولد الخلايا التي تصنع الأنسولين.
قام علماء من جامعة كوبنهاغن في الدنمارك و Helmholtz Zentrum München في Neuherberg بألمانيا برسم خرائط للإشارات التي تحدد مصير الخلايا السلفية في البنكرياس.
يمكن أن تتطور هذه الخلايا غير الناضجة إلى خلايا جزيرية تصنع الأنسولين أو نوعًا آخر من الخلايا.
المجلة طبيعة سجية يتميز بورقة عن النتائج.
يكشف هذا البحث أن الخلايا السلفية للبنكرياس ترتد حولها وأن بيئتها المباشرة ، أو المصفوفة خارج الخلية ، تلعب دورًا قويًا في تحديد مصيرها.
يقول البروفيسور هنريك سيمب ، كبير المؤلفين ومدير معهد أبحاث الخلايا الجذعية في هيلمهولتز زينتروم ميونيخ: "لقد تمكنا الآن من رسم خريطة للإشارة التي تحدد ما إذا كانت الخلايا السلفية البنكرياسية ستصبح غددًا صماء ، مثل الأنسولين- إنتاج خلايا بيتا أو خلايا مجرى الهواء ".
مرض السكري من النوع الأول وخلايا الجزيرة
الأنسولين هو هرمون يساعد الخلايا على امتصاص الجلوكوز واستخدامه لتوليد الطاقة.
يتطور مرض السكري عندما يكون مستوى السكر في الدم مرتفعًا جدًا. يمكن أن يحدث هذا إما بسبب عدم وجود كمية كافية من الأنسولين (داء السكري من النوع 1) أو لأن الخلايا غير قادرة على استخدامه بشكل صحيح (داء السكري من النوع 2).
تشير الأرقام الصادرة عن مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) لعام 2015 إلى أن حوالي 30.3 مليون شخص في الولايات المتحدة يعانون من مرض السكري في ذلك العام. حوالي 5 في المائة منهم يعانون من مرض السكري من النوع الأول ، مما يتطلب علاجًا يوميًا بالأنسولين
يتطور مرض السكري من النوع الأول عندما يقوم الجهاز المناعي بتدمير الخلايا المنتجة للأنسولين في البنكرياس.
توجد هذه الخلايا في مجموعات تسمى جزر لانجرهانز ، والتي تحتوي على عدة أنواع من الخلايا التي تصنع الهرمونات. تسمى تلك التي تصنع الأنسولين خلايا بيتا.
ركزت الدراسة الحديثة على الخلايا السلفية. هذه الخلايا غير الناضجة هي "نسل مبكر" للخلايا الجذعية.
مثل الخلايا الجذعية ، يمكن أن تصبح الخلايا السلفية نوعًا واحدًا أو أكثر من الخلايا. على عكس الخلايا الجذعية ، لا يمكنها الاستمرار في الانقسام والتكاثر إلى أجل غير مسمى. أيضًا ، يمكن أن تنضج الخلايا السلفية لتصبح نطاقًا محدودًا من أنواع الخلايا أكثر من الخلايا الجذعية.
الخلايا السلفية تتحرك "باستمرار"
يصعب دراسة الخلايا السلفية لأنها لا تبقى ثابتة. "إنهم يتنقلون باستمرار داخل البنكرياس النامي ، مما يؤدي إلى تغيرات بيئية متكررة" ، يلاحظ البروفيسور سيمب.
يقارن الخلايا بالكرات الدبوسية التي ترتد في آلة - "تعتمد النتيجة النهائية على مجموع لقاءات الدبوس".
لدراسة كيفية استجابة كل سلف لبيئته دون تدخل الخلايا الأخرى ، أخذ هو وزملاؤه أسلافًا تم تطويرها من الخلايا الجذعية البشرية وزرعوها في شرائح زجاجية تحتوي على أنماط ميكروية من بروتينات المصفوفة.
يقول البروفيسور سيمب إن الباحثين فوجئوا للغاية بما اكتشفوه.
وجدوا أن التفاعلات المختلفة مع المكونات في المصفوفة خارج الخلية قد غيرت "حالة القوة الميكانيكية داخل السلف".
ويضيف: "تنتج هذه القوى من التفاعلات بين المصفوفة خارج الخلية ، الموجودة خارج الخلية ، والهيكل الخلوي الأكتيني الموجود داخل الخلية".
خلية الغدد الصماء أم القناة؟
بمساعدة المزيد من التجارب ، وجد الفريق أن التعرض لبروتينات مختلفة في المصفوفة خارج الخلية يوجه الأسلاف إلى مصيرهم بطرق مختلفة.
اعتمادًا على القوى المعنية ، أصبحت الخلايا السلفية إما خلايا مجرى الهواء أو خلايا جزيرة منتجة للهرمونات (الغدد الصماء).
يوضح البروفيسور سيمب قائلاً: "تُظهر التجارب أن التعرض لمصفوفة اللامينين خارج الخلية يوجه الخلايا السلفية نحو مصير الغدد الصماء عن طريق تقليل القوى الميكانيكية داخل الخلايا".
ويضيف: "بالعكس ، يؤدي التعرض للفيبرونيكتين إلى مصير القناة بسبب زيادة القوى الميكانيكية".
"اكتشافنا يفتح آفاقًا جديدة لأنه يشرح كيف تنضج الخلايا السلفية متعددة القدرات لتصبح أنواعًا مختلفة من الخلايا أثناء تكوين الأعضاء."
البروفيسور هنريك سمب
يجب أن تساعد نتائج الفريق في تطوير العلاجات التي تصنع الخلايا المنتجة للأنسولين من الخلايا الجذعية.
"يمكننا الآن استبدال أعداد كبيرة من المواد المشتقة تجريبيًا ، والتي يكون أسلوب عملها في بروتوكولات التمايز الحديثة غير معروف إلى حد كبير ، بمثبطات جزيئات صغيرة تستهدف مكونات محددة لمسار الإشارة الميكانيكي الذي تم تحديده حديثًا ،" البروفيسور سيمب تعليقات.
ويضيف أن الدراسة قدمت أيضًا مجموعة من الأدوات الهندسية الدقيقة التي يمكن أن تكون مفيدة في تطوير علاجات استبدال الخلايا ، ليس فقط لمرض السكري من النوع الأول ولكن أيضًا للحالات الشديدة الأخرى ، مثل الأمراض التنكسية العصبية.
في مقطع فيديو من Helmholtz Zentrum München ، يلخص البروفيسور سيمب البحث ويشرح الدور المؤثر للمصفوفة خارج الخلية في تحديد مصير خلايا البنكرياس غير الناضجة.
