Ο ολοκληρωμένος άτλας των ενδοθηλιακών κυττάρων προάγει την έρευνα για τον διαβήτη

Ο ολοκληρωμένος άτλας των ενδοθηλιακών κυττάρων προάγει την έρευνα για τον διαβήτη

Οι διαφορετικοί πληθυσμοί ενδοθηλιακών κυττάρων που ευθυγραμμίζουν τα αιμοφόρα αγγεία στα ινσουλινοπαραγωγικά «νησιά» του ανθρώπινου παγκρέατος ήταν πολύ δύσκολο να μελετηθούν, αλλά οι ερευνητές στο Weill Cornell Medicine έχουν πλέον καταφέρει να περιγράψουν λεπτομερώς τις μοναδικές ιδιότητες αυτών των κυττάρων. Ο άτλαντας που προκύπτει προάγει τη βασική έρευνα στη βιολογία του παγκρέατος και θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες στρατηγικές θεραπείας για τον διαβήτη και άλλες παγκρεατικές παθήσεις.

Στη μελέτη, που δημοσιεύτηκε στις 6 Φεβρουαρίου στο Nature Communications, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια σειρά μεθόδων για την ταχεία απομόνωση και τη διαμόρφωση προφίλ ενδοθηλιακών κυττάρων που ονομάζονται ISECS (ειδικά ενδοθηλιακά κύτταρα νησίδων) από το πάγκρεας δότη. Τα ISEC παρέχουν κρίσιμη υποστήριξη για τις λειτουργίες των νησίδων, αλλά πεθαίνουν πολύ γρήγορα όταν διαχωρίζονται από το πάγκρεας χρησιμοποιώντας τυπικές τεχνικές απομόνωσης κυττάρων. Με την εξαιρετικά βελτιστοποιημένη προσέγγισή τους, οι ερευνητές μπόρεσαν να αναλύσουν μεγάλους αριθμούς ISC για πρώτη φορά, χαρτογραφώντας τις μοριακές υπογραφές και τις αλληλεπιδράσεις τους με άλλους τύπους παγκρεατικών κυττάρων.

Το σύνολο δεδομένων που δημιουργήθηκε σε αυτή τη μελέτη είναι το πρώτο που καταγράφει την πλήρη ποικιλομορφία των ενδοθηλιακών κυττάρων στο πάγκρεας και αναμένουμε ότι θα είναι ένας σημαντικός πόρος για εμάς και πολλές άλλες ερευνητικές ομάδες. "

Δρ David Redmond, ανώτερος συγγραφέας, επίκουρος καθηγητής υπολογιστικής βιολογίας στο Ινστιτούτο Χάρτμαν για Θεραπευτική Αναγέννηση Οργάνων, Weill Cornell Medicine

Αν και οι ακριβείς μοριακές υπογραφές του ISECS ήταν άγνωστες, οι επιστήμονες είχαν στοιχεία ότι αυτά τα κύτταρα υποστηρίζουν την ωρίμανση των κυττάρων των νησίδων, τις δραστηριότητες έκκρισης ινσουλίνης και την επιβίωση. Είναι επίσης σημαντικά για τη μακροπρόθεσμη επιβίωση των μοσχευμάτων νησίδων, τα οποία σπάνια χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία του διαβήτη τύπου 1 λόγω επιπλοκών του ανοσοποιητικού, αλλά θα μπορούσαν ενδεχομένως να αποτελέσουν θεραπεία εάν ξεπεραστούν τα τρέχοντα εμπόδια.

Για τη μελέτη, η πρώτη συγγραφέας Dr. Rebecca Craig-Schapiro, επίκουρος καθηγήτρια χειρουργικής στο Weill Cornell Medicine και χειρουργός μεταμοσχεύσεων στο NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center που συνεργάζεται στενά με μέλη του Ινστιτούτου Χάρτμαν για νεκρούς δότες οργάνων.

«Χρησιμοποιώντας τη νέα μας προσέγγιση και χρησιμοποιώντας όσα είναι ήδη γνωστά για τα ISECs, μπορέσαμε να απομονώσουμε και να επεξεργαστούμε αυτά τα κύτταρα σε πολύ μεγάλους αριθμούς –πάνω από 30.000– καθώς και περίπου 75.000 άλλα παγκρεατικά κύτταρα, επιτρέποντάς τους να διατηρηθούν βιώσιμα για αρκετό καιρό ώστε να πραγματοποιήσουν αλληλουχία μονοκυττάρου RNA», δήλωσε ο Δρ. Craig-S.

Τα δεδομένα αλληλουχίας RNA, τα οποία παρέχουν στιγμιότυπα της γονιδιακής δραστηριότητας σε κάθε κύτταρο, επέτρεψαν στους ερευνητές να προσδιορίσουν τις χαρακτηριστικές υπογραφές γονιδιακής δραστηριότητας των ISECs καθώς και άλλων παγκρεατικών κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων των ενδοθηλιακών κυττάρων από το μη νησίδα τμήμα του παγκρέατος.

«Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα αλληλουχίας RNA μας, μπορέσαμε επίσης να αναγνωρίσουμε κύτταρα υποστήριξης που επικοινωνούν με τα ISECs και άλλα ενδοθηλιακά κύτταρα στα αντίστοιχα παγκρεατικά τους διαμερίσματα», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Kevin Chen, τεχνικός ερευνητής στο εργαστήριο Rafii.

Αν και προηγούμενες μελέτες των παγκρεατικών κυττάρων, ιδιαίτερα για τα ISEC, ήταν ελλιπείς, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι τα προηγούμενα δεδομένα ταίριαζαν σε μεγάλο βαθμό με τα αποτελέσματά τους όπου και αν επικαλύπτονταν.

«Καταφέραμε να ενσωματώσουμε τα δεδομένα μας με τρία άλλα δημοσιευμένα σύνολα δεδομένων για να παρέχουμε λεπτομερή επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων μας και να καταλήξουμε σε έναν πολύ πιο ολοκληρωμένο κυτταρικό άτλαντα», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Δρ. Γκε Λι, ερευνητικός συνεργάτης στο εργαστήριο Rafii.

Επειδή η ινσουλίνη παράγεται στις παγκρεατικές νησίδες, αποτελούν επίσης σημαντικό επίκεντρο για την έρευνα για τον διαβήτη. Χρησιμοποιώντας τα νέα δεδομένα μαζί με τα υπάρχοντα σύνολα δεδομένων της γονιδιακής δραστηριότητας στον διαβητικό παγκρεατικό ιστό, οι ερευνητές κατέγραψαν τα ενδοθηλιακά γονίδια και τις οδούς σηματοδότησης που φαίνεται να διαταράσσονται στον διαβήτη - και μπορεί να αποτελέσουν στόχους για μελλοντικές θεραπείες.

«Αυτός ο περιεκτικός άτλαντας μας παρέχει μια ισχυρή βάση για την ανάπτυξη στρατηγικών για την αποκατάσταση της λειτουργίας των ISEC και άλλων κυττάρων στο διαβήτη και άλλες παγκρεατικές παθήσεις» Ινστιτούτο Hartman και το Ινστιτούτο Βλαστοκυττάρων Ansary και ο καθηγητής Γενετικής Ιατρικής Arthur B. Belfer στο Weill Cornell Medicine.

Επί του παρόντος, οι ερευνητές χρησιμοποιούν τον νέο τους άτλαντα για πολλές επακόλουθες προσπάθειες, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης τεχνικών για την παραγωγή ISEC από άλλα κύτταρα, είπε ο Δρ. Rafii, ο οποίος είναι επίσης μέλος του Englander Institute for Precision Medicine, Sandra and Edward Meyer Cancer Center στο Weill Cornell Medicine.

Πηγές: