Исследователи преобразовали ткань панкреатических островков в лаб., чтобы разработать систему кровоснабжения, секреции гормонов, подобных инсулину и успешно лечить диабет типа 1 с внезапным началом у трансплантированных мышей.

Исследователи из Cincinnati Children's Hospital Medical Center США и Yokohama City University (YCU) в Японии разработали т. наз. само-конденсирующуюся культуру клеток. Эта технология позволила медицинским исследованиям приблизиться к получению органной ткани человека из своих собственных клеток для регенеративной терапии .

"Этот метод может служить в качестве принципиальной лечебной стратегии для лечения диабета типа 1, который ежегодно диагностируется у 79000 человек," говорит Takanori Takebe. "Это угрожающее жизни заболевание никогда не уступает и нуждается в постоянном терапевтическом вмешательстве."

Takebe подчеркивает, что необходимы дополнительные исследования, прежде чем лечение будет использовано в клинике.

Ученые тестировали свою систему преобразования на клетках, полученных из органов человека (поджелудочная железа, сердце, головной мозг и т.д.), вместе с клетками из органов мышей и с использованием индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS). Репрограммированные клетки от взрослых персон (таких как клетки кожи), iPS клетки действовали подобно эмбриональным клетками, и могли формировать любой тип ткани тела.

Процессы преобразования ткани использовали также два типа клеток предшественников эмбриональной стадии, которые поддерживали образование тела и его специфических органов. Клетками предшественниками были мезенхимные стволовые клетки (MSNs) и human umbilical vascular endothelial cells (HUVECs).

Используя или клетки органов доноров, мышиные клетки или iPS клетки, исследователи скомбинировали их с MSNs, HUVECs вместе с др. генетическим и биохимическим материалом, которые служили сигналами для формирования панкреатических островков. В условиях, которые обеспечивали питание и воспитание клеток, инградиенты конденсировались и само-организовывались в панкреатические островки.

После тканевого преобразования островки трансплантировали гуманизированным мышиным моделям с тяжелым типом диабета 1, и они устраняли у животных болезнь.

Островки поджелудочной железы человека уже могут быть трансплантированы пациентам с диабетом для лечения. К сожалению, успешное приживление очень низкое, поскольку ткань теряет свое кровоснабжение и питание кровью островков, которые были преобразованы перед трансплантацией. Это затрудняет достижение максимального благоприятного эффекта у пациентов после подобной процедуры.

И хотя базирующееся на стволовых клетках тканевое преобразование обладает огромным терапевтическим потенциалом, клиническое использование всё ещё сталкивается с критическими проблемами кровоснабжения трансплантируемой ткани.

"Необходима стратегия, которая гарантирует успешное приживление благодаря своевременному развитию кровеносной сети," говорит Taniguchi. "Мы продемонстрировали в данном исследовании, что само-конденсация клеток в культуральной системе способствует васкуляризации ткани."

Панкреатические островки преобразованной ткани сегодня генерируются с помощью процесса, который не только быстро формирует сосудистую сеть после трансплантации модельным животным с диабетом типа 1, но и ткань функционирует эффективно как часть эндокринной системы -- секретируя гормоны, подобные инсулину, и стабилизируя гликемический контроль у животных.

Исследователи уже продемонстрировали способность использования "само-конденсации" в культуре клеток, процесс использования iPS клеток для преобразования ткани в трехмерный органоид печени человека, который может васкуляризоваться после трансплантации лаб. мышам. Но способность генерировать фрагменты ткани органа, которые васкуляризуются в теле -- такие как панкреатические островки -- оставалось неисполнимой целью до данного исследования, заявляют исследователи.