Typ-1-Diabetes: Er kommt der Behandlung näher, bei der neue Insulinzellen entstehen

By | Dezember 3, 2018

Jüngste Forschungen haben neue Wege bei der Suche nach einer Behandlung für Typ 1-Diabetes eröffnet, die insulinproduzierende Zellen erzeugt.

Typ-1-Diabetes: Er kommt der Behandlung näher, bei der neue Insulinzellen entstehen

Typ-1-Diabetes: Er kommt der Behandlung näher, bei der neue Insulinzellen entstehen

Wissenschaftler der Universität Kopenhagen in Dänemark und des Helmholtz Zentrums München in Neuherberg haben die Signale erfasst, die das Schicksal der Vorläuferzellen in der Bauchspeicheldrüse bestimmen.

Diese unreifen Zellen können Inselzellen werden, die Insulin oder einen anderen Zelltyp produzieren.

Nature Magazine präsentiert einen Artikel über die Ergebnisse.

Diese Forschung zeigt, dass Pankreas-Vorläuferzellen abprallen und dass ihre unmittelbare Umgebung oder extrazelluläre Matrix eine wichtige Rolle bei der Entscheidung über ihr Schicksal spielt.

"Jetzt ist es uns gelungen", sagt Professor Henrik Semb, Leitender Autor und Direktor des Translationalen Forschungsinstituts für Stammzellen am Helmholtz Zentrum München, "das Signal abzubilden, das bestimmt, ob Pankreas-Vorläuferzellen wie Insulin endokrin werden und Beta-Zellen produzieren." oder duktale Zellen ».

Diabetes vom Typ 1 und Inselzellen

Insulin ist ein Hormon, das den Zellen hilft, Glukose aufzunehmen und daraus Energie zu gewinnen.

Diabetes entsteht, wenn der Blutzuckerspiegel des Körpers zu hoch ist. Dies kann passieren, weil nicht genug Insulin vorhanden ist (Diabetes Typ 1) oder weil die Zellen es nicht richtig verwenden können (Diabetes Typ 2).

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Diabetes vom Typ 1 entsteht, wenn das Immunsystem die insulinproduzierenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse zerstört.

Diese Zellen kommen in Gruppen vor, die Langerhans-Inseln genannt werden und verschiedene Arten von Zellen enthalten, die Hormone produzieren. Diejenigen, die Insulin produzieren, werden Beta-Zellen genannt.

Die jüngste Studie konzentrierte sich auf Vorläuferzellen. Diese unreifen Zellen sind "frühe Nachkommen" von Stammzellen.

Wie Stammzellen können sich Vorläuferzellen in verschiedenen Zelltypen entwickeln. Im Gegensatz zu Stammzellen können sie sich jedoch nicht auf unbestimmte Zeit teilen und vermehren. Darüber hinaus können Vorläuferzellen in einem begrenzteren Bereich von Zelltypen reifen als Stammzellen.

Die Vorläuferzellen sind "ständig" in Bewegung

Die Vorläuferzellen sind schwer zu untersuchen, da sie nicht still stehen. "Sie bewegen sich ständig in der sich entwickelnden Bauchspeicheldrüse, was zu häufigen Umweltveränderungen führt", sagt Prof. Semb.

Vergleichen Sie die Zellen mit den Flipper-Kugeln, die auf einer Maschine abprallen: Ihre "endgültige Punktzahl basiert auf der Summe der Pin-Begegnungen".

Um zu untersuchen, wie jedes Elternteil auf seine Umgebung reagiert, ohne dass andere Zellen eingreifen, nahmen er und seine Kollegen aus menschlichen Stammzellen entwickelte Vorläufer und pflanzten sie auf Objektträger, die Mikromuster von Matrixproteinen enthielten.

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Professor Semb sagt, die Forscher waren sehr überrascht von dem, was sie entdeckt haben.

Sie fanden heraus, dass verschiedene Wechselwirkungen mit Komponenten in der extrazellulären Matrix den "Zustand der mechanischen Kraft innerhalb des Elternteils" veränderten.

"Diese Kräfte resultieren aus Wechselwirkungen zwischen der extrazellulären Matrix, die sich außerhalb der Zelle befindet, und dem Aktin-Zytoskelett, das sich innerhalb der Zelle befindet", fügt er hinzu.

Hormon- oder Duktuszellen?

Mithilfe zusätzlicher Experimente stellte das Team fest, dass die Exposition gegenüber mehreren Proteinen in der extrazellulären Matrix die Eltern auf unterschiedliche Weise an ihr Ziel führte.

Abhängig von den beteiligten Kräften wurden die Vorläuferzellen zu Duktuszellen oder hormonproduzierenden (endokrinen) Zellen.

"Experimente zeigen, dass die Exposition gegenüber extrazellulärem Matrixlaminin die Vorläuferzellen an einen endokrinen Bestimmungsort bringt, indem die mechanischen Kräfte in den Zellen verringert werden", erklärt Prof. Semb.

"Umgekehrt führt die Einwirkung von Fibronektin aufgrund erhöhter mechanischer Kräfte zu einem Schicksal im Gang", fügt er hinzu.

"Unsere Entdeckung eröffnet neue Wege, weil sie erklärt, wie multipotente Vorläuferzellen während der Organbildung in verschiedenen Zelltypen reifen."

Prof. Henrik Semb

Die Ergebnisse des Teams sollten dazu beitragen, die Entwicklung von Therapien voranzutreiben, die aus Stammzellen Insulin produzierende Zellen produzieren.

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"Wir können nun eine beträchtliche Anzahl empirisch gewonnener Substanzen, deren Wirkungsweise nach dem derzeitigen Stand der Technik weitgehend unbekannt ist, durch niedermolekulare Inhibitoren ersetzen, die auf bestimmte Komponenten des neuen Mechanosignalweges abzielen. identifiziert », kommentiert Prof. Semb.

Er fügt hinzu, dass die Studie auch eine Reihe von Präzisionswerkzeugen zur Verfügung gestellt hat, die für die Entwicklung von Zellersatzbehandlungen hilfreich sein könnten, nicht nur für Typ 1-Diabetes, sondern auch für andere schwerwiegende Erkrankungen wie neurodegenerative Erkrankungen.


[Titel erweitern = »Referenzen«]

  1. Mechanosignalling über Integrine lenkt die Schicksalsentscheidungen von Pankreas-Eltern https://www.nature.com/articles/s41586-018-0762-2
  2. Was sind die Vorläuferzellen? http://stemcell.childrenshospital.org/about-stem-cells/adult-somatic-stem-cells-101/what-are-progenitor-cells/

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