Zwiększenie poziomu pewnych białek w komórkach macierzystych krwi może stanowić obiecującą metodę zatrzymania cukrzycy typu 1 poprzez powstrzymanie ataku układu odpornościowego na komórki produkujące insulinę w trzustce. Nowe badania, które zostały niedawno opublikowane, rzucają światło na to zjawisko.
Naukowcy z Harvard Medical School i Boston Children’s Hospital odkryli, że modyfikacja wadliwych komórek macierzystych krwi może cofnąć hiperglikemię u myszy z cukrzycą. Kluczowym białkiem, które jest produkowane w tym procesie, jest PD-L1.
Cukrzyca typu 1 to stan, w którym trzustka nie produkuje wystarczającej ilości insuliny. Brak insuliny uniemożliwia organizmowi przekształcanie glukozy w energię, co prowadzi do jej nadmiaru we krwi.
W dłuższej perspektywie, przewlekła hiperglikemia może prowadzić do poważnych komplikacji zdrowotnych, w tym uszkodzeń wzroku, naczyń krwionośnych, nerwów oraz nerek.
Układ odpornościowy atakuje komórki beta
Cukrzyca typu 1 dotyka około 5% z 23,1 miliona osób zdiagnozowanych z cukrzycą w Stanach Zjednoczonych. Trzustka, znajdująca się za żołądkiem, produkuje insulinę za pomocą komórek beta, które monitorują poziom glukozy we krwi i uwalniają odpowiednią ilość insuliny, aby utrzymać równowagę cukru.
W przypadku cukrzycy typu 1, układ odpornościowy omyłkowo atakuje komórki beta, co prowadzi do ich zniszczenia. Choć przyczyny tego zjawiska nie są w pełni zrozumiane, spekuluje się, że wirusy lub inne czynniki środowiskowe mogą być odpowiedzialne u osób z predyspozycjami genetycznymi.
Poszukiwania «świętego Graala» w walce z cukrzycą typu 1 koncentrują się na opracowaniu metod, które mogłyby zablokować ten immunologiczny atak na komórki beta.
Wielu badaczy próbuje różnych podejść, w tym leków cytostatycznych, szczepionek zmieniających odpowiedź immunologiczną oraz terapii komórkami macierzystymi pobranymi z pępowiny.
«Wadliwe komórki macierzyste krwi»
Jedną z bardziej obiecujących metod jest autologiczny przeszczep szpiku kostnego, który ma na celu «zresetowanie» układu odpornościowego pacjenta przy użyciu jego własnych komórek macierzystych. Mimo że metoda ta wykazuje pewne pozytywne efekty, nie zawsze przynosi oczekiwane rezultaty.
W najnowszym badaniu, kierowanym przez profesora Paolo Fiorinę z Harvard Medical School, zespół odkrył, dlaczego terapie oparte na własnych komórkach macierzystych krwi nie zawsze są skuteczne.
«W cukrzycy, komórki macierzyste krwi są uszkodzone, co sprzyja stanom zapalnym i prowadzi do rozwoju choroby» – wyjaśnia profesor Fiorina.
Zidentyfikowano, że komórki macierzyste nie produkują wystarczającej ilości białka PD-L1, które działa jako mediator hamujący atak komórek T. Badacze zastosowali profilowanie ekspresji genów, aby ustalić, które białka są wytwarzane przez te komórki i odkryli, że sieć genetyczna w kontrolowaniu produkcji PD-L1 różni się między ludźmi a myszami z cukrzycą.
«Zmiana układu immunologicznego»
PD-L1 działa jako cząsteczka kontrolująca równowagę w układzie odpornościowym. Łącząc się z białkiem PD-1 na powierzchni komórek T, powoduje ich inaktywację.
Naukowcy przeprowadzili eksperymenty, w których modyfikowali komórki macierzyste krwi, aby zwiększyć produkcję PD-L1, a następnie testowali je na ludzkich i myszowych komórkach. Wyniki pokazały, że zmodyfikowane komórki zmniejszają zapalną reakcję immunologiczną w obu przypadkach.
Po wstrzyknięciu zmodyfikowanych komórek macierzystych myszom z cukrzycą, zauważono, że komórki te przemieszczały się do trzustek i w krótkim czasie redukowały hiperglikemię. W dłuższym okresie, jedna trzecia myszy utrzymała prawidłowy poziom cukru przez resztę życia.
«Wprowadzenie tych komórek naprawdę zmienia układ immunologiczny» – podkreśla profesor Fiorina.
Zespół prowadził eksperymenty z dwiema metodami zwiększania produkcji PD-L1: jedną, która wprowadzała zdrowy gen, oraz drugą, która modyfikowała białkową maszynerię komórek przy użyciu koktajlu trzech małych cząsteczek. Obie metody przyniosły zbliżone rezultaty w zakresie cofania cukrzycy.
«Zaletą tego podejścia jest niemal całkowity brak skutków ubocznych, ponieważ wykorzystuje komórki pacjentów» – dodaje profesor Fiorina.
W międzyczasie zespół współpracuje z prywatną firmą, aby udoskonalić metodę wykorzystującą koktajl małych cząsteczek i mają nadzieję na rozpoczęcie badań klinicznych nad tym podejściem jako nową formą leczenia cukrzycy typu 1.
Najnowocześniejsze badania dotyczące cukrzycy typu 1
W 2024 roku badania nad cukrzycą typu 1 i zastosowaniem zmodyfikowanych komórek macierzystych krwi zyskują na znaczeniu. Nowe analizy pokazują, że terapie oparte na PD-L1 mogą nie tylko złagodzić objawy, ale wręcz przyczynić się do regeneracji funkcji trzustki.
W jednym z najnowszych badań opublikowanych w renomowanym czasopiśmie naukowym, naukowcy zaobserwowali, że pacjenci z cukrzycą, którzy otrzymywali zmodyfikowane komórki macierzyste, doświadczali znaczącego spadku potrzebnej dawki insuliny oraz poprawy regulacji poziomu glukozy we krwi.
Oprócz zastosowań terapeutycznych, badania koncentrują się także na zrozumieniu genetycznych podstaw cukrzycy typu 1, co może otworzyć nowe drogi w zapobieganiu tej chorobie. Wstępne wyniki sugerują, że identyfikacja specyficznych genów może pomóc w przewidywaniu ryzyka zachorowania oraz umożliwić wprowadzenie interwencji w najwcześniejszych fazach rozwoju choroby.
W miarę postępu badań nad terapią komórkową, nadzieje na skuteczne leczenie cukrzycy typu 1 stają się coraz bardziej realne. Dzięki innowacyjnym podejściom, takim jak wykorzystanie zmodyfikowanych komórek macierzystych, przyszłość pacjentów z tym schorzeniem może się znacznie poprawić.
