Prossime tappe in potenziale terapia con cellule staminali per il diabete: studio esamina differenziazione delle hESC in progressione delle cellule endocrine

Marzo 27, 2016 Admin Salute 0 3
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Tipo 1 e tipo 2 diabete risultati quando le cellule beta del pancreas non riescono a produrre abbastanza insulina, l'ormone che regola lo zucchero nel sangue. Un approccio al trattamento del diabete è quello di stimolare la rigenerazione di nuove cellule beta.

Attualmente ci sono due modi per generare cellule endocrine (tipi di cellule, come le cellule beta, che secernono ormoni) a partire da cellule staminali embrionali umane, o hESC: o generano le cellule in vitro in coltura o trapianto precursori delle cellule endocrine immaturi in topi.

I ricercatori della University of California, San Diego Facoltà di Medicina, collaborando con gli scienziati società biotech con sede a San Diego ViaCyte, Inc., hanno esaminato le differenze e le analogie tra questi due tipi di popolazioni di cellule endocrine hESC-derivati ​​e cellule primarie umane endocrine , con l'obiettivo a lungo termine di sviluppare nuove terapie con cellule staminali per il diabete.




I risultati del loro studio saranno pubblicati on line 10 gennaio in anticipo del 7 febbraio edizione cartacea della rivista Cell Stem Cell.

Gli scienziati hanno confrontato l'espressione genica e architettura cromatina - la struttura del DNA combinato e proteine ​​che compongono il nucleo della cellula, in cui rimodellamento dinamica avviene in diverse fasi di differenziazione - in entrambe le cellule endocrine umane primarie e cellule hESC derivate.

"Abbiamo scoperto che le cellule endocrine recuperati da topi trapiantati sono molto simili alle cellule primarie endocrine umane", ha detto il ricercatore principale Maike Sander, MD, professore di pediatria e medicina cellulare e molecolare, e direttore del Pediatric Diabetes Research Center della UC San Diego. "Questo dimostra che le hESC possono differenziarsi in cellule endocrine che sono quasi indistinguibili dalle loro controparti umane primarie."

Tuttavia, i ricercatori hanno osservato che le cellule endocrine prodotte in mancanza caratteristiche in vitro di cellule endocrine primarie e non riescono ad esprimere la maggioranza dei geni cruciali per la funzione delle cellule endocrine. Coerentemente con questo risultato, queste cellule non sono in grado di invertire il diabete in modelli animali diabetici.

Sander ha spiegato che un modo per andare avanti con le terapie di sostituzione cellulare per il diabete è di trapiantare le cellule precursori endocrine in esseri umani e lasciare che le cellule maturano nel paziente come fanno nei topi. "Tuttavia, al momento non sa se il processo di maturazione avverrà nell'uomo nello stesso modo."

Ha aggiunto che un approccio alternativo è quello di generare cellule endocrine completamente funzionale nel piatto cultura e poi trapiantare queste cellule in esseri umani. Mentre un tale metodo per generare cellule endocrine funzionali nel piatto non esiste ancora, questo studio fornisce suggerimenti sui passi attualmente mancanti nei protocolli di differenziamento in vitro.

Sander e colleghi hanno identificato un meccanismo chiave per l'induzione di regolatori dello sviluppo -Rimozione di una famiglia di proteine ​​che possono rimodellare la cromatina chiamato il gruppo Polycomb (PcG). Ripristino repressione PCG-dipendente a tacere l'espressione di geni che si attivano solo temporaneamente, e deve essere disattivata in modo che le cellule di progredire al loro stato finale endocrino differenziato. Quando le cellule endocrine sono stati prodotti nel piatto cultura, i ricercatori hanno scoperto che la repressione PCG-mediata non è stato completamente eliminato, probabilmente contribuendo al malfunzionamento delle cellule.

"Queste informazioni aiuteranno elaborare protocolli per generare funzionali producono insulina cellule beta in vitro", ha detto Sander. "Questo sarà importante non solo per le terapie cellulari, ma anche per identificare i meccanismi che sono alla base della malattia patogenesi del diabete."

Collaboratori per lo studio includono primo autore Ruiyu Xie, Nisha A. Patel e Allen Wang, UC San Diego; Logan J. Everett, Hee-Woong Lim, Jonathan Schug, Kyoung-Jae Won e Klaus H. Kaestner, Dipartimento di Genetica e Istituto per il diabete, l'obesità e Metabolismo, Università della Pennsylvania; e Evert Kroon, Olivia G. Kelly, Kevin A. D'Amour e Allan J. Robins, ViaCyte Inc., San Diego.

Questo lavoro è stato sostenuto dal National Institutes of Health concede U01-DK089567, R01-DK07243, U01-DK089529, R01-DK088383 e P30-DK19525.

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