Sveobuhvatni atlas endotelnih stanica unaprjeđuje istraživanje dijabetesa

Sveobuhvatni atlas endotelnih stanica unaprjeđuje istraživanje dijabetesa

Različite populacije endotelnih stanica koje oblažu krvne žile u "otocima" ljudske gušterače koji proizvode inzulin bilo je notorno teško proučavati, ali istraživači s Weill Cornell Medicine sada su uspjeli detaljno opisati jedinstvena svojstva ovih stanica. Dobiveni atlas unapređuje osnovna istraživanja biologije gušterače i mogao bi dovesti do novih strategija liječenja dijabetesa i drugih bolesti gušterače.

U studiji, objavljenoj 6. veljače u časopisu Nature Communications, istraživači su razvili niz metoda za brzu izolaciju i profiliranje endotelnih stanica nazvanih ISECS (islet-specific endothelial stations) iz gušterače donora. ISEC-ovi pružaju ključnu potporu za funkcije otočića, ali vrlo brzo umiru kada se odvoje od gušterače korištenjem standardnih tehnika izolacije stanica. Sa svojim visoko optimiziranim pristupom, istraživači su po prvi put mogli analizirati veliki broj ISC-ova, mapirajući njihove molekularne potpise i interakcije s drugim tipovima stanica gušterače.

Skup podataka generiran u ovoj studiji prvi je koji je obuhvatio punu raznolikost endotelnih stanica u gušterači i očekujemo da će biti važan izvor za našu i mnoge druge istraživačke skupine. “

Dr. David Redmond, viši autor, asistent profesora računalne biologije na Institutu Hartman za terapijsku regeneraciju organa, Weill Cornell Medicine

Iako su precizni molekularni potpisi ISECS-a bili nepoznati, znanstvenici su imali dokaze da te stanice podržavaju sazrijevanje stanica otočića, aktivnosti lučenja inzulina i preživljavanje. Oni su također važni za dugotrajno preživljavanje transplantata otočića, koji se rijetko koriste za liječenje dijabetesa tipa 1 zbog imunoloških komplikacija, ali bi potencijalno mogli biti lijek ako se prevladaju trenutne prepreke.

Za studiju je prva autorica dr. Rebecca Craig-Schapiro, asistentica profesora kirurgije na Weill Cornell Medicine i transplantacijski kirurg na NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center koja blisko surađuje s članovima Instituta Hartman na preminulim donorima organa.

"Koristeći naš novi pristup i korištenje onoga što je već poznato o ISEC-ovima, uspjeli smo izolirati i obraditi te stanice u vrlo velikom broju - više od 30 000 - kao i oko 75 000 drugih stanica gušterače, omogućujući im da sve budu održive dovoljno dugo da mogu izvesti jednostanično sekvenciranje RNA", rekao je dr. Craig-Schapiro.

Podaci o sekvenciranju RNA, koji pružaju snimke aktivnosti gena u svakoj stanici, omogućili su istraživačima da odrede karakteristične potpise genske aktivnosti ISEC-a kao i drugih stanica gušterače, uključujući endotelne stanice iz dijela gušterače bez otočića.

"Koristeći naše podatke o sekvenciranju RNA, također smo bili u mogućnosti identificirati potporne stanice koje komuniciraju s ISEC-ovima i drugim endotelnim stanicama u njihovim odjeljcima gušterače", rekao je koautor Kevin Chen, istraživački tehničar u laboratoriju Rafii.

Iako su prethodne studije stanica gušterače, posebno za ISEC, bile nepotpune, istraživači su primijetili da su se prethodni podaci uvelike podudarali s njihovim rezultatima gdje god su se preklapali.

"Uspjeli smo integrirati naše podatke s tri druga objavljena skupa podataka kako bismo pružili detaljnu potvrdu naših rezultata i rezultirali puno potpunijim atlasom stanica", rekao je koautor dr. Ge Li, znanstveni suradnik u laboratoriju Rafii.

Budući da se inzulin proizvodi u otočićima gušterače, oni su također glavni fokus istraživanja dijabetesa. Koristeći nove podatke zajedno s postojećim skupovima podataka o aktivnosti gena u tkivu gušterače s dijabetesom, istraživači su katalogizirali endotelne gene i signalne putove za koje se čini da su poremećeni kod dijabetesa - i mogu biti mete za buduće terapije.

"Ovaj sveobuhvatni atlas daje nam snažnu osnovu za razvoj strategija za obnovu funkcije ISEC-a i drugih stanica kod dijabetesa i drugih bolesti gušterače" Institut Hartman i Institut matičnih stanica Ansary te profesor genetske medicine Arthur B. Belfer na Weill Cornell Medicine.

Trenutačno istraživači koriste svoj novi atlas za nekoliko napora, uključujući razvijanje tehnika za proizvodnju ISEC-a iz drugih stanica, rekao je dr. Rafii, koji je također član Englander instituta za preciznu medicinu, Sandra i Edward Meyer Cancer Center pri Weill Cornell Medicine.

Izvori: