Сахарный диабет 1 типа (СД1) – хроническое эндокринное заболевание, вызванное разрушением островковых клеток поджелудочной железы, которое приводит к снижению продукции инсулина и нарушению регуляции гомеостаза глюкозы. Использование плюрипотентных стволовых клеток для получения функционально активных β клеток является одним из наиболее перспективных направлений в терапии СД1.

Современные лабораторные методы позволяют добиться полной дифференцировки только 10-40% стволовых клеток. Кроме того, наряду с инсулин-продуцирующими β клетками, в готовых культурах часто присутствуют незрелые α клетки, секретирующие инсулин и глюкагон. Авторы исследования, опубликованного в журнале

Nature Communications, усовершенствовали метод получения культур NKX6.1+/INS+ β клеток поджелудочной железы из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, изолированных из кожи или других тканей и органов.

Чтобы направлять развитие стволовых клеток по нужному пути и избежать образование других клеточных линий, необходим контроль каждого этапа дифференцировки. Для этого ученые использовали более 10 различных факторов роста. Создание 3D кластеров обеспечило оптимальное пространственное взаимодействие между клетками, что позволило добиться значительного увеличения количества зрелых NKX6.1+/INS+ β клеток – до 82%.

Физиологическая активность произведенных NKX6.1+/INS+ β клеток была подтверждена in vitro и in vivo. Как и изолированные клетки поджелудочной железы человека, полученные β клетки секретировали С-пептид in vitro только в присутствии высоких концентраций глюкозы (16.7 мМ). В эксперименте in vivo полной нормализации метаболизма глюкозы удалось добиться уже через 2 недели после трансплантации островковых клеток мышам с СД1.

Источник: Liu H. et al. Chemical combinations potentiate human pluripotent stem cell-derived 3D pancreatic progenitor clusters toward functional β cells. Nature Communications, 2021; DOI: 10.1038/s41467-021-23525-x