Полученные из стволовых клеток островковые клетки вылечили диабет первого типа

Это первое подобное излечение

Китайские ученые сообщили о выздоровлении пациентки, страдавшей диабетом первого типа, с помощью химически индуцированных стволовых клеток. Индукции подвергались жировые клетки пациентки, которые были преобразованы в островковые клетки, способные вырабатывать инсулин. Их ввели в брюшные мышцы женщины, и спустя 75 дней пациентка больше не нуждалась в инсулине.

Опубликована научная статья в журнале Cell.

Transplantation of chemically induced pluripotent stem-cell-derived islets under abdominal anterior rectus sheath in a type 1 diabetes patient

Wang, Shusen et al.

Published online September 25, 2024

DOI: 10.1016/ j.cell.2024.09.004

Химически индуцированные стволовые клетки получают с помощью абиотических низкомолекулярных химических веществ в качестве факторов перепрограммирования. Их удобство заключается в том, что они легко изготавливаются и стандартизируются, не интегрируются в геном и имеют потенциал тонкой настройки.

(см. Chemical reprogramming for cell fate manipulation: Methods, applications, and perspectives. Wang, Jinlin et al.

Cell Stem Cell, Volume 30, Issue 9, 1130 - 1147 ).

Этот подход обеспечивает принципиально иной способ получения человеческих плюрипотентных стволовых клеток, пригодных для терапевтического применения.

Ранее с помощью таких стволовых клеток группа китайских ученых смогла разработать метод получения островковых клеток, способных вырабатывать инсулин. Им удалось получить конгломераты таких клеток, транскриптомная идентичность и секреторная функция которых была сравнима с таковой у человеческих островков поджелудочной железы.

Du, Y., Liang, Z., Wang, S. et al. Human pluripotent stem-cell-derived islets ameliorate diabetes in non-human primates. Nat Med 28, 272–282 (2022).

Безопасность и эффективность этих конгломератов оценивались в ходе доклинических исследований на приматах.

Теперь команда под руководством Шэня Чжунъяня (Zhongyang Shen) сообщила о первой в мире аутологичной пересадке островковых клеток, полученных из химических индуцированных стволовых клеток. Лечение проводили 25-летней пациентке с сахарным диабетом первого типа, страдавшей от болезни на протяжении 11 лет.

В ее истории болезни числились две трансплантации печени из-за криптогенного цирроза, а также трансплантация всей поджелудочной железы из-за нестабильного контроля уровня глюкозы в крови (трансплантат поджелудочной железы был удален через год из-за серьезных тромботических осложнений). Аутологичные островковые клетки были получены из мезенхимальных стромальных клеток, которые происходили из жировой ткани пациентки, путем химического шестиэтапного перепрограммирования, протокол которого был разработан в 2022 году.

(см. Guan, J., Wang, G., Wang, J. et al. Chemical reprogramming of human somatic cells to pluripotent stem cells. Nature 605, 325–331 (2022). ).

Итоговый трансплантат содержал клетки, способные производить инсулин, глюкагон и соматостатин. 25 июня 2023 года с помощью инъекции островки ввели под переднюю часть прямой мышцы живота в дозе 19 843 эквивалентов островковых клеток на килограмм (всего 1488283 клеток) под контролем ультразвукового исследования. Спустя 75 дней после трансплантации пациентка достигла устойчивой независимости от инсулина. К четвертому месяцу после трансплантации время нахождения в целевом диапазоне уровня глюкозы в крови повысилось с 43,18 процента до 96,21 процента.

Также наблюдалось снижение уровня гликированного гемоглобина, который считается основным показателем долгосрочного воздействия повышенного уровня глюкозы. В среднем уровень гликированного гемоглобина достиг пяти процентов. Спустя год пациентка достигла целевых показателей выздоровления от диабета без каких-либо осложнений, связанных с трансплантацией.

Команда ученых рассчитывает, что описанный ими успех может подтолкнуть врачей к широкому применению разработанного ими метода. Хотя потребуются дополнительные исследования эффективности и безопасности пересадки островковых клеток, полученных из собственных стволовых клеток путем химической индукции, эти результаты стоит считать многообещающими.

Следует напомнить.

Ранее в эксперименте канадских учёных имплантированные клетки поджелудочной железы, выращенные из стволовых клеток, не привели к значимому улучшению состояния пациентов, несмотря на то, что клетки прижились и вырабатывали инсулин.

Имплантат со стволовыми клетками не помог страдающим диабетом первого типа отказаться от инсулина.

Канадские ученые имплантировали клетки поджелудочной железы, выращенные из стволовых клеток, 26 пациентам с диабетом первого типа. Результаты в 2021 году опубликовали в журнале Cell Stem Cell.

Implanted pluripotent stem-cell-derived pancreatic endoderm cells secrete glucose-responsive C-peptide in patients with type 1 diabetes

Ramzy, Adam et al.

Cell Stem Cell, Volume 28, Issue 12, 2047 - 2061.e5

DOI: 10.1016/ j.stem.2021.10.003

Значимого улучшения состояния пациентов добиться не удалось, но исследователи доказали, что клетки приживаются и вырабатывают инсулин. В будущем ученым предстоит подумать, как усовершенствовать методику и снизить потребность пациентов в инсулине.

При сахарном диабете первого типа организму недостает инсулина, потому что разрушаются бета-клетки поджелудочной железы, которые производят этот гормон. Восполнить погибшие клетки и подсадить больному новую поджелудочную железу врачи пытались еще 60 лет назад: первый донорский орган пересадили в 1960-х годах.

Allotransplantation of the pancreas and duodenum along with the kidney in diabetic nephropathy. Surgery. 1967 Jun;61(6):827-37.

W D Kelly, R C Lillehei, F K Merkel, Y Idezuki, F C Goetz. PMID: 5338113

В 1970-х годах — пересаживали отдельные островки поджелудочной железы.

Human islet transplantation: a preliminary report. Transplant Proc

. 1977 Mar;9(1):233-6. J S Najarian, D E Sutherland, A J Matas, M W Steffes, R L Simmons, F C Goetz. PMID: 405770

Однако найти донорский материал было и остается непросто, поэтому ученые продолжили искать ему замену.

Сразу несколько исследовательских групп для этого культивировали стволовые клетки, чтобы затем превратить их в клетки поджелудочной железы и подсадить больным диабетом. В 2000-х годах компания Viacyte разработала протокол выращивания эмбриональных стволовых клеток, которые получают из внутренней клеточной массы бластоцисты на ранней стадии развития эмбриона.

Канадские исследователи, результаты которых опубликованы в

в журнале Cell Stem Cell, наблюдали за 26 пациентами, которым имплантировали клетки поджелудочной железы, выращенные из клеток энтодермы. Врачи под руководством Тимоти Киффера (Timothy J. Kieffer) из Университета Британской Колумбии предоставили в статье информацию только о 15 пациентах. Имплантаты им вживили под кожу и сопровождали лечение иммуносупрессивной терапией, чтобы избежать атаки на стволовые клетки со стороны организма.

У всех участников через 26 недель после процедуры повысились (p = 0,026) уровни C-пептида, который образуется при расщеплении проинсулина пептидазами. Это доказывает то, что уровни инсулина в крови больных увеличились. Несмотря на это, у пациентов вырабатывалось недостаточно инсулина после приема пищи, поэтому значимых улучшений в их состоянии не произошло.

Больные в целом хорошо переносили лечение, но двое участников клинических испытаний вышли из них досрочно из-за побочных эффектов иммунодепрессантов — у одного возник абсцесс печени, а другой заболел парвовирусной инфекцией.

В будущем ученым при применении такого метода предстоит скорректировать количество стволовых клеток в имплантате таким образом, чтобы добиться клинических улучшений.

Ученым придется также подумать, как помочь пациентам обойтись без иммунносупрессоров.

По мнению экспертов, даже в отсутствии громких результатов работа канадских учёных имеет большое значение. Они доказали, что технология вполне применима у людей, ведь стволовые клетки выживают по крайней мере до 59 недель после имплантации и все это время продолжают выделять инсулин.

Пост написан по материалам научно-популярного издания Nplus1.

Источник: vk.com

Комментарии: