Дослідники модифікували Т-клітини, тип лімфоцитів (показано вище), щоб захистити клітини підшлункової залози. (Автор зображення: Jian Fan через Getty Images)
Спочатку вчені створили імунні клітини, які захищають трансплантовані стовбурові клітини від відторгнення організмом — і колись вони зможуть відкрити двері для лікування діабету.
Нові клітини, які змогли захистити клітини, що виробляють інсулін, трансплантовані мишам, є раннім «доказом концепції», — сказала співавтор дослідження Одрі Парент, доцент Центру діабету Каліфорнійського університету в Сан-Франциско (UCSF).
Але якщо буде доведено, що вони безпечні та ефективні для людей, дизайнерські клітини одного разу можна буде використовувати для захисту трансплантованих тканин від нападу, зменшуючи або усуваючи потребу в ліках, які пригнічують імунну систему. Це, у свою чергу, може прокласти шлях до лікування таких захворювань, як діабет 1 типу.
При діабеті 1 типу імунні клітини, відомі як Т-клітини-кілери, руйнують бета-клітини підшлункової залози, які виробляють інсулін. В останні роки вчені поступово наблизилися до заміни зруйнованих бета-клітин новими клітинами, отриманими зі стовбурових клітин, які можна перетворити на будь-який тип клітини в організмі.
Наприклад, у червні вчені повернули діабет 1 типу в людину, перепрограмувавши її жирові клітини, тоді як бостонська компанія Vertex Pharmaceuticals нещодавно запустила ключове масштабне дослідження, щоб перевірити, чи можуть перепрограмовані стовбурові клітини усунути потребу в інсуліні у хворих на діабет 1 типу.
Але перш ніж такі трансплантації стовбурових клітин можна буде широко використовувати, вченим потрібно вирішити одну велику проблему: при цукровому діабеті 1 типу Т-клітини-кілери були навчені націлюватися на бета-клітини і вже знищили ці клітини один раз. Трансплантовані клітини потребують захисту від цієї імунної атаки, тому наразі пацієнти потребують сильних препаратів, які пригнічують імунну систему. Однак ці препарати роблять пацієнтів відкритими для небезпечних інфекцій і є токсичними для нирок та інших органів.
Щоб вирішити цю проблему, Парент і його колеги створили в лабораторії Т-клітини, які захищали трансплантовані клітини — відомі як трансплантат — від нападу.
«Ми взяли імунну клітину та змінили механізми всередині неї, щоб зробити її захисною, а не клітиною-вбивцею», — сказав Парент Live Science. «А потім ми націлили його на підкуп». По суті, дизайнерські клітини виконують роль охоронців.
Охоронці зосереджені на бета-клітинах, оскільки вони розпізнають специфічний білок під назвою CD19, який дослідники додали до бета-клітин. Коли клітини-охоронці захоплюють CD19, вони запускають молекулу, яка пригнічує Т-клітини-кілери.
Охоронці також виробляють білок, який поглинає запальну хімічну речовину, яка зазвичай допомагає активувати Т-клітини-кілери. Цей протизапальний білок також спонукає охоронців до реплікації, створюючи позитивний зворотний зв’язок, який зміцнює їхні ряди, сказав Парент.
Щоб перевірити їх охорону в живому організмі, дослідники потім взяли бета-клітини, отримані зі стовбурових клітин, і імплантували їх мишам. Потім вони відправили Т-клітини-кілери, щоб атакувати трансплантовані бета-клітини. В одній групі мишей вони також ввели свої дизайнерські клітини, щоб захистити трансплантати.
У мишей, яким не дали дизайнерських клітин, клітини-вбивці швидко знищили всі бета-клітини. Але у мишей, яким вводили дизайнерські клітини, трансплантати жили щонайменше 35 днів, і в той час миші все ще виробляли інсулін, повідомили дослідники в дослідженні, опублікованому в четвер (5 грудня) в журналі Science.
Результати показують, що можна сконструювати Т-клітини, які можуть захистити трансплантовану тканину, сказав Парент.
Однак одна проблема полягає в пошуку унікальної білкової мішені для активації дизайнерських клітин, сказав Парент, оскільки більшість потенційних мішеней знаходяться на клітинах у багатьох місцях тіла. Це підвищує ймовірність того, що їхні дизайнерські клітини активуються в інших частинах тіла, окрім трансплантатів. Це може створити проблему, якщо, наприклад, клітини з білком-мішенню стають інфікованими або раковими, але не можуть бути очищені, оскільки вони захищені захисними клітинами. Клітини для трансплантації можуть бути сконструйовані таким чином, щоб мати перемикач «знищення» для таких випадків, але інші клітини в організмі не матимуть цього перемикача.
Подальша робота може вирішити цю проблему. Наприклад, команда могла б створити штучну мішень, яку можна було б знайти лише на пересаджених бета-клітинах і ніде більше, повідомив Live Science в електронному листі співавтор дослідження Венделл Лім, біохімік і директор Інституту дизайну клітин UCSF.
В окремому дослідженні, також опублікованому в четвер у журналі Science, Лім і його колеги показали, що подібні дизайнерські Т-клітини можуть націлюватися на клітини пухлини мозку, залишаючи здорові клітини мозку в спокої. Клітини також можуть доставляти протизапальні хімічні речовини в клітини мозку мишей із захворюванням, схожим на розсіяний склероз.
Команда також зацікавлена в тому, щоб побачити, як цей підхід працює проти інших аутоімунних захворювань, викликаних запаленням, таких як ревматоїдний артрит, а також хвороби Крона та інших запальних захворювань кишечника, додав Лім. Але мине кілька років, перш ніж ці ідеї можна буде перевірити на людях, сказав він.
«Ця робота відкриває новий шлях для цілеспрямованого лікування запальних захворювань, — сказав він, — але багато частин потрібно зібрати разом і перевірити, щоб знайти ефективні методи лікування».
Ви коли-небудь замислювалися, чому одні люди легше нарощують м’язи, ніж інші, або чому веснянки з’являються на сонці? Надсилайте нам свої запитання про те, як працює людський організм на [email protected] із темою «Health Desk Q», і ви можете побачити відповідь на своє запитання на веб-сайті!
Tia Ghose Соціальні посилання NavigationManaging Editor
Тія є відповідальним редактором, а раніше була старшим автором Live Science. Її роботи публікувалися в Scientific American, Wired.com та інших виданнях. Вона має ступінь магістра з біоінженерії в Університеті Вашингтона, диплом про наукову літературу в Каліфорнійському університеті в Санта-Крузі та ступінь бакалавра в галузі машинобудування в Техаському університеті в Остіні. Тія була частиною команди журналу Milwaukee Journal Sentinel, яка опублікувала серію статей Empty Cradles про передчасні пологи, які отримали численні нагороди, зокрема Медаль Кейсі за заслуги в журналістиці 2012 року.
Sourse: www.livescience.com
