Obsežen atlas endotelijskih celic pospešuje raziskave sladkorne bolezni

Obsežen atlas endotelijskih celic pospešuje raziskave sladkorne bolezni

Raznolike populacije endotelijskih celic, ki obdajajo krvne žile na "otokih" človeške trebušne slinavke, ki proizvajajo inzulin, je bilo znano težko preučiti, toda raziskovalcem na Weill Cornell Medicine je zdaj uspelo podrobno opisati edinstvene lastnosti teh celic. Nastali atlas pospešuje osnovne raziskave biologije trebušne slinavke in bi lahko vodil do novih strategij zdravljenja sladkorne bolezni in drugih bolezni trebušne slinavke.

V študiji, objavljeni 6. februarja v Nature Communications, so raziskovalci razvili vrsto metod za hitro izolacijo in profiliranje endotelijskih celic, imenovanih ISECS (endotelijske celice, specifične za otočke) iz trebušne slinavke darovalca. ISEC zagotavljajo kritično podporo za funkcije otočkov, vendar zelo hitro umrejo, ko se ločijo od trebušne slinavke s standardnimi tehnikami izolacije celic. S svojim visoko optimiziranim pristopom so raziskovalci lahko prvič analizirali veliko število ISC, preslikali njihove molekularne podpise in interakcije z drugimi vrstami celic trebušne slinavke.

Nabor podatkov, ustvarjen v tej študiji, je prvi, ki je zajel celotno raznolikost endotelijskih celic v trebušni slinavki, in pričakujemo, da bo pomemben vir za našo in številne druge raziskovalne skupine. “

Dr. David Redmond, višji avtor, docent za računalniško biologijo na Inštitutu Hartman za terapevtsko regeneracijo organov, Weill Cornell Medicine

Čeprav natančni molekularni podpisi ISECS niso bili znani, so imeli znanstveniki dokaze, da te celice podpirajo zorenje celic otočkov, aktivnosti izločanja insulina in preživetje. Pomembni so tudi za dolgoročno preživetje presaditev otočkov, ki se redko uporabljajo za zdravljenje sladkorne bolezni tipa 1 zaradi imunskih zapletov, vendar bi lahko bili potencialno zdravilo, če bi premagali trenutne ovire.

Za študijo je prva avtorica dr. Rebecca Craig-Schapiro, docentka kirurgije na Weill Cornell Medicine in transplantacijski kirurg v NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center, ki tesno sodeluje s člani Hartmanovega inštituta pri umrlih darovalcih organov.

"Z uporabo našega novega pristopa in uporabe tega, kar je že znano o ISEC, nam je uspelo izolirati in obdelati te celice v zelo velikem številu - več kot 30.000 - kot tudi približno 75.000 drugih celic trebušne slinavke, kar je omogočilo, da so vse ostale sposobne preživetja dovolj dolgo za izvajanje enoceličnega sekvenciranja RNK," je dejal dr. Craig-Schapiro.

Podatki o sekvenciranju RNA, ki zagotavljajo posnetke genske aktivnosti v vsaki celici, so raziskovalcem omogočili določitev značilnih podpisov genske aktivnosti ISEC-jev kot tudi drugih celic trebušne slinavke, vključno z endotelijskimi celicami iz dela trebušne slinavke brez otočkov.

"Z uporabo naših podatkov o zaporedju RNK smo lahko identificirali tudi podporne celice, ki komunicirajo z ISEC in drugimi endotelijskimi celicami v njihovih oddelkih trebušne slinavke," je povedal soavtor Kevin Chen, raziskovalni tehnik v laboratoriju Rafii.

Čeprav so bile prejšnje študije celic trebušne slinavke, zlasti za ISEC, nepopolne, so raziskovalci ugotovili, da so se prejšnji podatki v veliki meri ujemali z njihovimi rezultati, kjer koli so se prekrivali.

"Uspelo nam je integrirati naše podatke s tremi drugimi objavljenimi nizi podatkov, da bi zagotovili podrobno potrditev naših rezultatov in povzročili veliko bolj popoln atlas celic," je povedal soavtor dr. Ge Li, znanstveni sodelavec v laboratoriju Rafii.

Ker inzulin nastaja v otočkih trebušne slinavke, so ti tudi glavni cilj raziskav sladkorne bolezni. Z uporabo novih podatkov skupaj z obstoječimi nizi podatkov o aktivnosti genov v diabetičnem tkivu trebušne slinavke so raziskovalci katalogizirali endotelne gene in signalne poti, za katere se zdi, da so motene pri sladkorni bolezni - in so lahko tarče za prihodnje terapije.

»Ta izčrpen atlas nam daje trdne temelje za razvoj strategij za ponovno vzpostavitev delovanja ISEC in drugih celic pri sladkorni bolezni in drugih boleznih trebušne slinavke« Hartmanov inštitut in Ansaryjev inštitut za matične celice ter Arthur B. Belfer, profesor genetske medicine na Weill Cornell Medicine.

Trenutno raziskovalci uporabljajo svoj novi atlas za več nadaljnjih prizadevanj, vključno z razvojem tehnik za proizvodnjo ISEC iz drugih celic, je dejal dr. Rafii, ki je tudi član Englander Institute for Precision Medicine, Sandra in Edward Meyer Cancer Center pri Weill Cornell Medicine.

Viri: