Atlasul cuprinzător al celulelor endoteliale promovează cercetarea diabetului

Atlasul cuprinzător al celulelor endoteliale promovează cercetarea diabetului

Diversele populații de celule endoteliale care căptușesc vasele de sânge în „insulele” producătoare de insulină ale pancreasului uman au fost notoriu de dificil de studiat, dar cercetătorii de la Weill Cornell Medicine au reușit acum să detalieze cuprinzător proprietățile unice ale acestor celule. Atlasul rezultat avansează cercetarea de bază în biologia pancreatică și ar putea duce la noi strategii de tratament pentru diabet și alte boli pancreatice.

În studiul, publicat pe 6 februarie în Nature Communications, cercetătorii au dezvoltat o serie de metode pentru izolarea rapidă și profilarea celulelor endoteliale numite ISECS (celule endoteliale specifice insulelor) din pancreasul donator. ISEC-urile oferă suport critic pentru funcțiile insulelor, dar mor foarte repede atunci când sunt separate de pancreas folosind tehnici standard de izolare a celulelor. Cu abordarea lor extrem de optimizată, cercetătorii au reușit să analizeze pentru prima dată un număr mare de ISC, cartografiind semnăturile lor moleculare și interacțiunile cu alte tipuri de celule pancreatice.

Setul de date generat în acest studiu este primul care surprinde întreaga diversitate a celulelor endoteliale din pancreas și ne așteptăm să fie o resursă importantă pentru noi și pentru multe alte grupuri de cercetare. „

Dr. David Redmond, autor principal, profesor asistent de biologie computațională la Institutul Hartman pentru Regenerarea Terapeutică a Organelor, Weill Cornell Medicine

Deși semnăturile moleculare precise ale ISECS au fost necunoscute, oamenii de știință au avut dovezi că aceste celule susțin maturarea celulelor insulare, activitățile de secreție de insulină și supraviețuirea. Ele sunt, de asemenea, importante pentru supraviețuirea pe termen lung a transplanturilor de insulițe, care sunt rareori utilizate pentru a trata diabetul de tip 1 din cauza complicațiilor imune, dar ar putea fi un remediu dacă obstacolele actuale sunt depășite.

Pentru studiu, primul autor, Dr. Rebecca Craig-Schapiro, profesor asistent de chirurgie la Weill Cornell Medicine și chirurg de transplant la NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center, care lucrează îndeaproape cu membrii Institutului Hartman pe donatorii de organe decedați.

„Folosind noua noastră abordare și folosind ceea ce se știe deja despre ISEC, am reușit să izolam și să procesăm aceste celule în număr foarte mare – mai mult de 30.000 – precum și alte aproximativ 75.000 de alte celule pancreatice, permițându-le pe toate să fie menținute viabile suficient de mult timp pentru a efectua secvențierea ARN-ului unicelular”, a spus dr. Craig-Schapiro.

Datele de secvențiere a ARN, care oferă instantanee ale activității genelor în fiecare celulă, le-au permis cercetătorilor să determine semnăturile caracteristice ale activității genelor ISEC-urilor, precum și ale altor celule pancreatice, inclusiv celulele endoteliale din partea non-insulă a pancreasului.

„Folosind datele noastre de secvențiere a ARN-ului, am reușit să identificăm și celulele suport care comunică cu ISEC și alte celule endoteliale în compartimentele pancreatice respective”, a spus co-autorul Kevin Chen, tehnician de cercetare în laboratorul Rafii.

Deși studiile anterioare ale celulelor pancreatice, în special pentru ISEC, au fost incomplete, cercetătorii au remarcat că datele anterioare se potriveau în mare măsură cu rezultatele lor oriunde s-au suprapus.

„Am reușit să integrăm datele noastre cu alte trei seturi de date publicate pentru a oferi o confirmare detaliată a rezultatelor noastre și a rezulta într-un atlas celular mult mai complet”, a spus co-autor, dr. Ge Li, asociat de cercetare în laboratorul Rafii.

Deoarece insulina este produsă în insulele pancreatice, acestea reprezintă, de asemenea, un accent major pentru cercetarea diabetului. Folosind noile date, împreună cu seturile de date existente despre activitatea genelor în țesutul pancreatic diabetic, cercetătorii au catalogat genele endoteliale și căile de semnalizare care par a fi perturbate în diabet - și pot fi ținte pentru terapiile viitoare.

„Acest atlas cuprinzător ne oferă o bază solidă pentru dezvoltarea strategiilor de restabilire a funcției ISEC și a altor celule în diabet și alte boli pancreatice” Hartman Institute și Ansary Stem Cell Institute și Arthur B. Belfer Profesor de Medicină Genetică la Weill Cornell Medicine.

În prezent, cercetătorii folosesc noul lor atlas pentru mai multe eforturi ulterioare, inclusiv dezvoltarea tehnicilor de producere a ISEC din alte celule, a spus dr. Rafii, care este și membru al Institutului Englander pentru Medicină de Precizie, Centrul de Cancer Sandra și Edward Meyer de la Weill Cornell Medicine.

Surse: