1. tüüpi diabeet: läheneb ravile, mis tekitab uusi insuliinirakke
Hiljutised uuringud on andnud uue aluse insuliini tootvaid rakke genereeriva 1. tüüpi diabeediravi otsimisel.
Taani Kopenhaageni ülikooli ja Saksamaal Neuherbergis asuva Helmholtz Zentrum Müncheni teadlased on kaardistanud signaalid, mis määravad kõhunäärme eellasrakkude saatuse.
Nendest ebaküpsetest rakkudest võivad areneda kas saarerakud, mis toodavad insuliini, või muud tüüpi rakud.
Ajakiri Loodus sisaldab dokumenti leidude kohta.
See uurimus näitab, et pankrease eellasrakud põrkavad ringi ja nende saatuse otsustamisel mängib tugevat rolli nende vahetu keskkond ehk rakuväline maatriks.
"Nüüd oleme suutnud," ütleb Helmholtz Zentrum Müncheni translatiivsete tüvirakkude uurimise instituudi vanem autor ja direktor prof Henrik Semb, "kaardistada signaal, mis määrab, kas pankrease eellasrakud muutuvad endokriinseks, näiteks insuliin- beetarakke ehk kanalirakke tootvad. "
1. tüüpi diabeet ja saarerakud
Insuliin on hormoon, mis aitab rakkudel glükoosi omastada ja kasutada seda energia tootmiseks.
Diabeet areneb, kui keha veresuhkru tase on liiga kõrge. See võib juhtuda kas seetõttu, et insuliini pole piisavalt (1. tüüpi diabeet) või rakud ei suuda seda õigesti kasutada (II tüüpi diabeet).
Haiguste tõrje ja ennetamise keskuse (CDC) 2015. aasta andmed näitavad, et sel aastal oli Ameerika Ühendriikides umbes 30,3 miljonit inimest diabeeti. Ligikaudu 5 protsendil neist on 1. tüüpi diabeet, mis vajab igapäevast insuliinravi.
1. tüüpi diabeet tekib siis, kui immuunsüsteem hävitab kõhunäärmes insuliini tootvaid rakke.
Need rakud eksisteerivad Langerhansi saarteks nimetatud klastrites, mis sisaldavad mitut tüüpi rakke, mis toodavad hormoone. Insuliini tootjaid nimetatakse beetarakkudeks.
Hiljutine uuring keskendus eellasrakkudele. Need ebaküpsed rakud on tüvirakkude “varased järeltulijad”.
Nagu tüvirakud, võivad ka eellasrakud muutuda ühte või mitut liiki rakkudeks. Erinevalt tüvirakkudest ei saa nad aga jagada ja paljuneda lõputult. Samuti võivad eellasrakud küpseda tüvirakkudest piiratumaks rakutüüpide vahemikuks.
Eellasrakud on ‘pidevalt’ liikvel
Eellasrakke on raske uurida, kuna nad ei istu paigal. "Nad liiguvad arenevas kõhunäärmes pidevalt ringi, põhjustades sagedasi keskkonnamuutusi," märgib prof Semb.
Ta võrdleb rakke masinas ringi põrkavate pinballidega - nende „lõplik tulemus põhineb tihvtidega kohtumiste summal“.
Et uurida, kuidas iga eellane reageeris oma keskkonnale ilma teiste rakkude sekkumiseta, võttis ta koos kolleegidega inimese tüvirakkudest välja töötatud eellasrakud ja külvas need klaasist slaididele, mis sisaldasid maatriksvalkude mikromustreid.
Prof Semb ütleb, et teadlased olid avastatust väga üllatunud.
Nad leidsid, et erinevad koostoimed rakuvälise maatriksi komponentidega muutsid mehaanilise jõu seisundit eellas.
"Need jõud tulenevad rakuvälise maatriksi, mis asub väljaspool rakku, ja aktiini tsütoskeleti, mis on rakus, vastasmõjust," lisab ta.
Endokriinsed või kanalirakud?
Edasiste katsete abil leidis meeskond, et rakuvälise maatriksi kokkupuude erinevate valkudega juhatas eellasi erinevatel viisidel nende saatuseni.
Sõltuvalt kaasatavatest jõududest muutusid eellasrakud kas kanalirakkudeks või hormoone tootvateks (endokriinsed) saarerakkudeks.
"Katsed näitavad, et rakuvälise maatriksi laminiiniga kokkupuude suunab eellasrakke endokriinsesse saatusesse, vähendades rakkudes olevaid mehaanilisi jõude," selgitab prof Semb.
"Vastupidi, kokkupuude fibronektiiniga põhjustab suurenenud mehaaniliste jõudude tõttu kanalit," lisab ta.
"Meie avastus murrab uue aluse, sest see selgitab, kuidas multipotentsed eellasrakud küpsevad elundi moodustumisel erinevateks rakutüüpideks."
Prof Henrik Semb
Meeskonna järeldused peaksid aitama välja töötada ravimeetodeid, mis muudavad tüvirakkudest insuliini tootvad rakud.
"Nüüd saame asendada märkimisväärse hulga empiiriliselt tuletatud aineid, mille toimimisviis praegustes tipptasemel diferentseerumisprotokollides on suures osas teadmata, väikeste molekulide inhibiitoritega, mis on suunatud äsja tuvastatud mehaaniliselt signaalimise raja konkreetsetele komponentidele," prof Semb kommentaare.
Ta lisab, et uuring on pakkunud ka täpsete inseneritööriistade komplekti, mis võib olla kasulik raku asendusravi väljatöötamisel mitte ainult I tüüpi diabeedi, vaid ka muude raskete seisundite, näiteks neurodegeneratiivsete haiguste korral.
Prof. Semb võtab Helmholtz Zentrum Müncheni videos kokku uuringud ja selgitab rakuvälise maatriksi mõjukat rolli ebaküpsete kõhunäärmerakkude saatuse määramisel.
