Obszerny atlas komórek śródbłonka przyczynia się do postępu w badaniach nad cukrzycą

Obszerny atlas komórek śródbłonka przyczynia się do postępu w badaniach nad cukrzycą

Zróżnicowane populacje komórek śródbłonka wyściełających naczynia krwionośne na „wyspach” ludzkiej trzustki są niezwykle trudne do zbadania, ale naukowcom z Weill Cornell Medicine udało się obecnie szczegółowo opisać unikalne właściwości tych komórek. Powstały atlas stanowi postęp w badaniach podstawowych nad biologią trzustki i może prowadzić do nowych strategii leczenia cukrzycy i innych chorób trzustki.

W badaniu opublikowanym 6 lutego w Nature Communications badacze opracowali szereg metod szybkiego izolowania i profilowania komórek śródbłonka zwanych ISECS (komórki śródbłonka specyficzne dla wysp) z trzustki dawcy. ISEC zapewniają krytyczne wsparcie dla funkcji wysp, ale umierają bardzo szybko po oddzieleniu od trzustki przy użyciu standardowych technik izolacji komórek. Dzięki wysoce zoptymalizowanemu podejściu badacze byli w stanie po raz pierwszy przeanalizować dużą liczbę ISC, mapując ich sygnatury molekularne i interakcje z innymi typami komórek trzustki.

Zbiór danych wygenerowany w tym badaniu jako pierwszy uchwycił pełną różnorodność komórek śródbłonka trzustki i spodziewamy się, że będzie ważnym źródłem dla naszej i wielu innych grup badawczych. „

Dr David Redmond, starszy autor, adiunkt biologii obliczeniowej w Hartman Institute for Therapeutic Organ Regeneration, Weill Cornell Medicine

Chociaż dokładne sygnatury molekularne ISECS nie były znane, naukowcy mieli dowody na to, że komórki te wspomagają dojrzewanie komórek wysp trzustkowych, wydzielanie insuliny i przeżycie. Są one również ważne dla długoterminowego przeżycia przeszczepów wysp, które są rzadko stosowane w leczeniu cukrzycy typu 1 ze względu na powikłania immunologiczne, ale mogą potencjalnie stanowić lekarstwo, jeśli pokonane zostaną obecne przeszkody.

Za badanie odpowiedzialna była pierwsza autorka dr Rebecca Craig-Schapiro, adiunkt chirurgii w Weill Cornell Medicine i chirurg transplantolog w NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center, który ściśle współpracuje z członkami Hartman Institute w zakresie zmarłych dawców narządów.

„Korzystając z naszego nowatorskiego podejścia i wykorzystując to, co już wiadomo na temat ISEC, byliśmy w stanie wyizolować i przetworzyć bardzo dużą liczbę tych komórek – ponad 30 000 – a także około 75 000 innych komórek trzustki, dzięki czemu wszystkie zachowały żywotność wystarczająco długo, aby przeprowadzić sekwencjonowanie RNA pojedynczych komórek” – powiedział dr Craig-Schapiro.

Dane dotyczące sekwencjonowania RNA, które dostarczają migawkowych informacji o aktywności genów w każdej komórce, pozwoliły naukowcom określić charakterystyczne sygnatury aktywności genów ISEC, a także innych komórek trzustki, w tym komórek śródbłonka z części trzustki niebędącej wyspą.

„Wykorzystując nasze dane dotyczące sekwencjonowania RNA, byliśmy również w stanie zidentyfikować komórki pomocnicze komunikujące się z ISEC i innymi komórkami śródbłonka w odpowiednich przedziałach trzustki” – powiedział współautor Kevin Chen, technik badawczy w laboratorium Rafii.

Chociaż poprzednie badania komórek trzustki, zwłaszcza ISEC, były niekompletne, naukowcy zauważyli, że poprzednie dane w dużej mierze pokrywały się z wynikami wszędzie tam, gdzie się pokrywały.

„Udało nam się zintegrować nasze dane z trzema innymi opublikowanymi zbiorami danych, aby szczegółowo potwierdzić nasze wyniki i stworzyć znacznie pełniejszy atlas komórek” – powiedział współautor dr Ge Li, pracownik naukowy w laboratorium Rafii.

Ponieważ insulina jest wytwarzana w wyspach trzustkowych, są one również głównym przedmiotem badań nad cukrzycą. Wykorzystując nowe dane wraz z istniejącymi zbiorami danych na temat aktywności genów w tkance trzustki u chorych na cukrzycę, naukowcy skatalogowali geny śródbłonka i szlaki sygnałowe, które wydają się być zakłócone w cukrzycy i mogą stać się celami przyszłych terapii.

„Ten kompleksowy atlas zapewnia nam mocne podstawy do opracowywania strategii przywracania funkcji ISEC i innych komórek w przypadku cukrzycy i innych chorób trzustki” – Hartman Institute i Ansary Stem Cell Institute oraz Arthur B. Belfer, profesor medycyny genetycznej w Weill Cornell Medicine.

Obecnie naukowcy wykorzystują swój nowy atlas do kilku dalszych działań, w tym do opracowania technik wytwarzania ISEC z innych komórek, powiedział dr Rafii, który jest także członkiem Englander Institute for Precision Medicine, Sandra i Edward Meyer Cancer Center w Weill Cornell Medicine.

Źródła: