برنامه‌ریزی مجدد سلول‌های انسانی برای تولید انسولین
تخریب نوعی از سلول‌های موجود در پانکراس (لوزالمعده) که تولید‌کننده‌ی انسولین هستند، می‌تواند منجر به دیابت شود، اما نتایج یک مطالعه نشان می‌دهد که می‌توان سلول‌های دیگر را چنان تغییر داد که جای این سلول را گرفته و به کنترل سطوح قند خون کمک کنند.
پژوهشگران امیدوارند با این نتایج بتوانند با برنامه‌ریزی مجدد این سلول‌ها درجهت تولید انسولین، درمانی برای بیماران مبتلا به دیابت طراحی کنند اما این رویکرد تاکنون تنها روی سلول‌های انسانی در مطالعاتی که روی موش انجام شده، مورد آزمایش قرار گرفته است. در مطالعه‌ای که در تاریخ ۱۳ فوریه در مجله‌ی Nature منتشر شد، پژوهشگران گروهی از سلول‌های موجود در پانکراس انسان را که به‌طور طبیعی انسولین تولید نمی‌کنند، به‌صورتی دستکاری کردند که هویتشان تغییر کرد و تبدیل به سلول‌های تولید‌کننده‌ی انسولین شدند. انسولین هورمونی است که مقدار گلوکر خون را تنظیم می‌کند. با پیوند این سلول‌های برنامه‌ریزی‌شده به موش‌های دیابتی، علایم دیابت تسکین یافت. این نتایج موجب شد پژوهشگران امیدوار شوند که شاید روزی بتوان این روش را به‌عنوان روش درمان دیابت در انسان‌ها معرفی کرد. ترنس هربت، زیست‌شناس دانشگاه لینکلن در انگلستان می‌گوید:
من فکر می‌کنم که این رویکرد ظرفیت بالایی دارد. اما هنوز در روزهای ابتدایی خود قرار دارد و برای اینکه بتواند در کلینیک‌ها استفاده شود باید موانع زیادی را پشت سر بگذارد.
فروپاشی سیستم
وقتی پس از غذاخوردن سطوح قند خون افزایش پیدا می‌کند، سلول‌های بتا که در پانکراس وجود دارند، به‌طور طبیعی با آزاد کردن انسولین واکنش نشان می‌دهند و این هورمون موجب تحریک سلول‌ها برای آغاز جذب قندها می‌شود. در افراد مبتلا به دیابت، این سیستم به هم می‌ریزد و منجر به افزایش سطح قند خون می‌شود، تا حدی که می‌تواند به بدن آسیب رسانده و موجب بیماری شود. در دیابت نوع اول، سیستم ایمنی به سلول‌های بتا حمله می‌کند و آن‌ها را تخریب می‌کند. در این حالت، سلول‌های بتا به مقدار کافی هورمون تولید نکرده یا بدن دربرابر انسولین مقاوم می‌شود.
سلول‌های جزایر لانگرهانس در پانکراس هورمون‌هایی نظیر انسولین تولید می‌کنند
دانشمندان قبلا در مطالعاتی که روی موش انجام داده بودند، نشان دادند که اگر سلول‌های بتا تخریب شوند، نوع دیگری از سلول‌های پانکراس به نام سلول‌های آلفا شبیه سلول‌های بتا شده و آغاز به ساخت انسولین می‌کنند. این سلول‌های آلفا به‌طور طبیعی هورمون گلوکاگون را تولید می‌کنند و درکنار سلول‌های بتا در توده‌هایی از سلول‌های ترشح‌کننده‌ی هورمون که جزایر لانگرهانس یا جزایر پانکراس نامیده می‌شوند، قرار گرفته‌اند. مطالعات قبلی روی موش نشان داده‌اند که دو پروتئینی که بیان ژن را کنترل می‌کنند (به نام‌های Pdx1 و MafA)، نقش مهمی در تغییر سلول‌های آلفا در جهت تولید انسولین دارند.
فاکتور انسانی
بر این اساس، پدرو هریرا و همکارانش کنجکاو بودند که ببینند آیا تولید مقدار بیشتری از این پروتئین‌ها در سلول‌های آلفای انسانی همین اثر را دارد یا نه. آن‌ها ابتدا سلول‌های جزایر لانگرهانس را از پانکراس انسانی برداشته و انواع مختلف سلول را از هم جدا کردند.در ادامه قبل از اینکه این سلول‌ها را دوباره با هم مخلوط کنند، DNA کدکننده‌ی پروتئین‌های Pdx1 و MafA را به سلول‌های آلفا وارد کردند. پس از گذشت یک هفته در محیط کشت، تقریبا ۴۰ درصد از سلول‌های آلفای انسانی انسولین تولید می‌کردند درحالیکه سلول‌های گروه کنترل که برنامه‌ریزی مجدد نشده بودند، انسولینی تولید نمی‌کردند. در سلول‌های برنامه‌ریزی‌شده، بیان دیگر ژن‌های مرتبط با سلول‌های بتا نیز افرایش یافت. هریرا می‌گوید: «آن‌ها دارای شخصیت هیبریدی هستند».
پژوهشگران در ادامه، این توده‌های سلولی را به موش‌های مبتلا به دیابتی که سلول‌های بتای آن‌ها تخریب شده بود، پیوند زدند و متوجه شدند که سطوح قند خون آن‌ها کاهش یافت و به سطح طبیعی رسید. وقتی این پیوندهای سلولی برداشته می‌شدند، سطح قند خون این موش‌ها مجددا افزایش پیدا می‌کرد.
تغییر هویت
هریرا می‌گوید که اگر سلول‌های آلفا (یا دیگر انواع سلول‌های جزایر لانگرهانس) بتوانند طوری تغییر داده شوند که در افراد مبتلا به دیابت انسولین تولید کنند، کیفیت زندگی این افراد می‌تواند بهبود پیدا کند. هریرا می‌گوید:
آرزوی ما یافتن دارویی است که بتواند هویت سلول‌های آلفا را تغییر دهد.
بااین‌حال او تصدیق می‌کند که راه رسیدن به چنین درمانی بسیار طولانی است. پژوهشگران در قدم اول باید روی این موضوع کار کنند که وقتی سلول‌های آلفا شبیه سلول‌های بتا می‌شوند، در سطح ملکولی چه اتفاقی می‌افتد.
گروه‌های پژوهشی دیگر نیز در حال تلاش برای تولید سلول‌های جدید تولید‌کننده‌ی انسولین در پانکراس هستند: برخی از آن‌ها به‌دنبال تولید سلول‌های بتا از سلول‌های بنیادی هستند. اما در دیابت نوع اول، سیستم ایمنی به سلول‌های بتا حمله می‌کند و این امر چالشی برای چنین راهبردهایی درمانی است.
در این رابطه، هریرا و گروهش شواهدی را ارائه می‌دهند که نشان می‌دهد سلول‌های هیبریدی آن‌ها دربرابر این نوع حملات مقاوم‌تر هستند و احتمالا روش آن‌ها نسبت‌به رویکرد سلول‌های بنیادی، راه عملی‌تری برای تولید سلول‌های بتا باشد. اما هریرا اضافه می‌کند که قبل از اینکه نویسندگان بتوانند نتیجه‌گیری‌های محکمی درمورد بازده رویکرد خود ارائه دهند، آن‌ها باید سلول‌های هیبریدی را با دیگر آنتی‌بادی‌های موجود در دیابت نوع اول که دارای ظرفیت حمله به این سلول‌ها هستند، آزمایش کنند.
انعطاف‌پذیری پانکراس
اینس سبولا زیست‌شناس کالج امپریال لندن کنجکاو است که بداند آیا سلول‌های پانکراس می‌توانند حتی بدون تبدیل شدن به سلول‌های بتا انسولین تولید کنند. دیگو بالبوآ آلونسو زیست‌شناس مرکز تنظیم ژنومیک در بارسلون نیز با این موضوع موافق است. او می‌گوید:
آخرین کار نشان می‌دهد که نسبت‌به چیزی که قبلا تصور می‌شد، انعطاف‌پذیری زیادی در سیستم هورمونی پانکراس انسان وجود دارد. من فکر می‌کنم این یک مطالعه‌ی زیباست که این موضوع را نشان می‌دهد.
نظرات