الأطلس الشامل للخلايا البطانية يطور أبحاث مرض السكري

الأطلس الشامل للخلايا البطانية يطور أبحاث مرض السكري

من الصعب جدًا دراسة المجموعات المتنوعة من الخلايا البطانية التي تبطن الأوعية الدموية في "جزر" البنكرياس البشرية المنتجة للأنسولين، لكن الباحثين في كلية طب وايل كورنيل تمكنوا الآن من تفصيل الخصائص الفريدة لهذه الخلايا بشكل شامل. يعمل الأطلس الناتج على تطوير الأبحاث الأساسية في بيولوجيا البنكرياس ويمكن أن يؤدي إلى استراتيجيات علاجية جديدة لمرض السكري وأمراض البنكرياس الأخرى.

في الدراسة، التي نُشرت في 6 فبراير في مجلة Nature Communications، طور الباحثون سلسلة من الطرق لعزل الخلايا البطانية وتحديد ملامحها بسرعة والتي تسمى ISECS (الخلايا البطانية الخاصة بالجزيرة) من البنكرياس المتبرع به. توفر ISECs دعمًا حاسمًا لوظائف الجزر ولكنها تموت بسرعة كبيرة عند فصلها عن البنكرياس باستخدام تقنيات عزل الخلايا القياسية. بفضل نهجهم الأمثل للغاية، تمكن الباحثون من تحليل أعداد كبيرة من الخلايا الجذعية السرطانية لأول مرة، ورسم خرائط لبصماتها الجزيئية وتفاعلاتها مع أنواع خلايا البنكرياس الأخرى.

مجموعة البيانات التي تم إنشاؤها في هذه الدراسة هي الأولى التي تلتقط التنوع الكامل للخلايا البطانية في البنكرياس ونتوقع أن تكون مصدرًا مهمًا لمجموعاتنا البحثية والعديد من المجموعات البحثية الأخرى. "

الدكتور ديفيد ريدموند، مؤلف رئيسي، وأستاذ مساعد في علم الأحياء الحسابي في معهد هارتمان لتجديد الأعضاء العلاجي، بكلية طب وايل كورنيل

على الرغم من أن التوقيع الجزيئي الدقيق لـ ISECS لم يكن معروفًا، إلا أن العلماء لديهم أدلة على أن هذه الخلايا تدعم نضوج خلايا الجزيرة، وأنشطة إفراز الأنسولين، والبقاء على قيد الحياة. كما أنها مهمة أيضًا لبقاء عمليات زرع الجزر على المدى الطويل، والتي نادرًا ما تستخدم لعلاج مرض السكري من النوع الأول بسبب المضاعفات المناعية ولكن من المحتمل أن تكون علاجًا إذا تم التغلب على العقبات الحالية.

بالنسبة للدراسة، المؤلفة الأولى الدكتورة ريبيكا كريج شابيرو، أستاذة مساعدة في الجراحة في كلية طب وايل كورنيل وجراحة زرع الأعضاء في مركز نيويورك بريسبيتيريان / وايل كورنيل الطبي والتي تعمل بشكل وثيق مع أعضاء معهد هارتمان على المتبرعين بالأعضاء المتوفين.

وقال الدكتور كريج شابيرو: "باستخدام نهجنا الجديد واستخدام ما هو معروف بالفعل عن الخلايا الجذعية المفردة المفردة، تمكنا من عزل ومعالجة هذه الخلايا بأعداد كبيرة جدًا - أكثر من 30 ألفًا - بالإضافة إلى حوالي 75 ألف خلية بنكرياسية أخرى، مما يسمح بإبقائها جميعًا قابلة للحياة لفترة كافية لإجراء تسلسل الحمض النووي الريبي للخلية الواحدة".

سمحت بيانات تسلسل الحمض النووي الريبي (RNA)، التي توفر لقطات لنشاط الجينات في كل خلية، للباحثين بتحديد توقيعات النشاط الجيني المميزة لخلايا ISEC وكذلك خلايا البنكرياس الأخرى، بما في ذلك الخلايا البطانية من الجزء غير الجزري من البنكرياس.

وقال المؤلف المشارك كيفن تشين، وهو فني أبحاث في مختبر رافي: "باستخدام بيانات تسلسل الحمض النووي الريبي لدينا، تمكنا أيضًا من تحديد الخلايا الداعمة التي تتواصل مع الخلايا ISECs والخلايا البطانية الأخرى في أقسام البنكرياس الخاصة بها".

على الرغم من أن الدراسات السابقة لخلايا البنكرياس، خاصة بالنسبة لخلايا ISEC، كانت غير مكتملة، إلا أن الباحثين لاحظوا أن البيانات السابقة تطابقت إلى حد كبير مع نتائجهم حيثما تداخلت.

وقال المؤلف المشارك الدكتور جي لي، الباحث المشارك في مختبر رافي: "لقد تمكنا من دمج بياناتنا مع ثلاث مجموعات بيانات أخرى منشورة لتقديم تأكيد تفصيلي لنتائجنا والنتيجة أطلس خلايا أكثر اكتمالا".

ولأن الأنسولين يتم إنتاجه في جزر البنكرياس، فهي أيضًا محور رئيسي لأبحاث مرض السكري. باستخدام البيانات الجديدة إلى جانب مجموعات البيانات الموجودة لنشاط الجينات في أنسجة البنكرياس المصابة بالسكري، قام الباحثون بفهرسة الجينات البطانية ومسارات الإشارة التي يبدو أنها معطلة في مرض السكري - وقد تكون أهدافًا للعلاجات المستقبلية.

"يوفر لنا هذا الأطلس الشامل أساسًا قويًا لوضع استراتيجيات لاستعادة وظيفة الخلايا ISECs والخلايا الأخرى في مرض السكري وأمراض البنكرياس الأخرى" معهد هارتمان ومعهد الأنصاري للخلايا الجذعية وأستاذ آرثر بي بيلفر للطب الوراثي في ​​كلية طب وايل كورنيل.

وقال الدكتور رفيعي، وهو أيضًا عضو في معهد إنجلترا للطب الدقيق، ومركز ساندرا وإدوارد ماير للسرطان في كلية طب وايل كورنيل، إن الباحثين يستخدمون حاليًا أطلسهم الجديد في العديد من جهود المتابعة، بما في ذلك تطوير تقنيات لإنتاج ISECs من خلايا أخرى.

مصادر: