Des cellules productrices d'insuline cultivées dans des puces de glucose de contrôle de laboratoire chez des souris diabétiques


Des cellules productrices d'insuline cultivées dans des puces de glucose de contrôle de laboratoire chez des souris diabétiques

En découvrant comment déclencher des cellules bêta développées par un laboratoire pour mûrir dans des cellules fonctionnelles qui libèrent de l'insuline en réponse au glucose, les chercheurs font un pas important vers un traitement de traitement cellulaire pour le diabète.

Les chercheurs suggèrent que lorsqu'un bébé est né et prend son premier souffle, cette oxygénation active la protéine de récepteur nucléaire ERRγ qui, par son influence sur les mitochondries, aide à réguler la libération d'insuline en réponse au glucose.

Crédit d'image: Yoshihara et al./Cell Metabolism 2016

Un obstacle de longue date au développement d'une thérapie cellulaire pour le diabète a permis aux cellules bêta dérivées de cellules souches humaines de mûrir au-delà du stade précurseur dans des agents de libération d'insuline qui fonctionnent complètement.

Maintenant, dans le journal Métabolisme cellulaire , Les chercheurs de l'Institut Salk pour les études biologiques, La Jolla, CA, expliquent comment ils ont développé des cellules bêta développées par un laboratoire pour mûrir en activant une protéine appelée récepteur γ (ERRγ).

L'auteur principal Ronald Evans, professeur et biologiste moléculaire, dit:

"Dans un plat, avec ce seul commutateur, il est possible de produire une cellule bêta humaine fonctionnelle qui répond presque aussi bien que la chose naturelle".

La capacité d'auto-renouvellement des cellules souches pluripotentes humaines (HPSC) et leur capacité à faire la plupart de nos types de cellules - des neurones aux cellules de la peau, aux cellules musculaires et aux cellules bêta pancréatiques productrices d'insuline - a inspiré de nombreuses équipes de recherche à trouver des moyens de Créer des cellules bêta sensibles au glucose dans le laboratoire.

Pour créer les différents types de cellules dans le laboratoire, les chercheurs convainquent les hPSC dans les différents chemins de ramification que les cellules foetales parcourent normalement pour devenir les différents types de cellules. Cependant, le professeur Evans explique qu'il existe de nombreux points de développement dans ce processus, et dans le cas des cellules bêta pancréatiques produites par un laboratoire, la recherche continue de se coincer à un stade précoce.

Les cellules bêta adultes ont plus de protéine ERRγ

Pour tenter de découvrir ce qui pourrait déclencher la prochaine étape pour amener les cellules à maturité, les chercheurs ont comparé les transcriptomes des cellules bêta adultes et fœtales. Le transcriptome contient, entre autres, le catalogue complet des molécules qui activent ou émettent les gènes dans le génome.

Ils ont découvert que la protéine de récepteur nucléaire ERRγ était plus abondante dans les cellules bêta adultes. L'équipe connaissait déjà le rôle de la protéine dans les cellules musculaires et avait étudié sa capacité à améliorer son endurance.

Le professeur Evans dit que dans les muscles, la protéine favorise une plus grande croissance des mitochondries - les générateurs d'énergie à l'intérieur des cellules - et ils accélèrent la combustion des sucres et des graisses pour produire de l'énergie.

"Il a été une petite surprise de voir que les cellules bêta produisent un haut niveau de ce régulateur", ajoute-t-il, "mais les cellules bêta doivent libérer rapidement des quantités massives d'insuline pour contrôler les niveaux de sucre. C'est un processus très intensif en énergie."

En tant que tel, l'équipe a décidé de faire des tests pour examiner de plus près le rôle que pourrait jouer ERRγ dans les cellules bêta productrices d'insuline.

«Nouvelle ère dans la création de cellules bêta fonctionnelles»

Lorsque les souris génétiquement modifiées manquent d'ERRγ, les chercheurs ont constaté que les cellules bêta des animaux ne produisaient pas d'insuline en réponse à des pics de glycémie.

La prochaine tentative a été d'obtenir des cellules bêta faites à partir de HPSC pour produire plus ERRγ, et cela a fait l'affaire; Les cellules en culture ont commencé à réagir au glucose et à libérer de l'insuline.

Et enfin, l'équipe a transplanté les cellules bêta développées par un laboratoire dans des souris diabétiques et a découvert à partir du premier jour que les cellules produisent de l'insuline en réponse à des pics de glucose dans le sang des animaux.

Le professeur Evans dit qu'ils étaient très enthousiasmés par les résultats. Il semble que la simple activation de la protéine ERRγ soit suffisante pour amener les cellules bêta développées par un laboratoire à mûrir et produire de l'insuline en réponse au glucose, tant dans la culture que chez les animaux vivants.

En spéculant sur les implications des résultats, le Prof. Evans suggère que lorsque le fœtus se développe, car il a un apport régulier de glucose chez la mère, il n'a pas besoin de produire de l'insuline pour réguler son taux de sucre dans le sang, de sorte que l'interrupteur est inactif. Mais, lorsque le bébé est né et prend son premier souffle et prend de l'oxygène, cela active le commutateur.

Les tentatives de laboratoire précédentes visant à produire des cellules bêta avaient été bloquées au stade du fœtus. Cette étude a révélé comment l'emmener au stade adulte, en utilisant la même protéine qui est activée dans la nature. Le professeur Evans conclut:

Je crois que ce travail nous transforme à une nouvelle ère dans la création de cellules bêta fonctionnelles à volonté."

Lui et son équipe envisagent maintenant de voir comment le changement pourrait fonctionner dans des modèles plus complexes de traitements du diabète.

L'étude suit une autre étude Medical-Diag.com A appris récemment que les chercheurs ont généré des mini-estomacs qui produisent de l'insuline lorsqu'ils sont transplantés chez des souris.

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