Η απομόνωση ανθρώπινων εμβρυικών βλαστικών κυττάρων (embryonic stem cells (ESC) το 1998 και αργότερα η ανακάλυψη επαναπρογραμματισμού των σωματικών κυττάρων σε πολυδύναμα βλαστοκύτταρα εγείρει τεράστιες ελπίδες για την αναγεννητική ιατρική
Η πρώτη έκθεση, που δείχνει την δυνατότητα των ESC να παράγουν ινσουλίνη, δόθηκε στη δημοσιότητα το 2000 και περιέγραψε την αυτόματη ικανότητα των ESC κυττάρων να διαφοροποιηθούν σε ινσουλινο/παραγωγό φαινότυπο. Αυτά τα κύτταρα ωστόσο δεν διαθέτουν την ικανότητα να εκκρίνουν ινσουλίνη μετά διέγερση από γλυκόζη (το απόλυτο χαρακτηριστικό του β-κυττάρου). Το πρώτο βήμα στη μετατροπή των πολυδύναμων κυττάρων σε παγκρεατικά ενδοκρινή κύτταρα έγινε από βιολόγους. Επέτρεψαν την έκφραση συγκεκριμένων παγκρεατικών γονιδίων . Ενεργοποίησαν τους κατάλληλους και απενεργοποίησαν τους απαραίτητους παράγοντες μεταγραφής όπως το γονίδιο -1 (Pdx-1) και η νευρογερίνη -3 (Ngn3). Μεταλλάξεις στο Pdx-1 έχουν σαν αποτέλεσμα απουσία ανάπτυξης παγκρέατος σε ποντικό και άνθρωπο. Παρομοίως , χωρίς λειτουργικό Ngn3 δεν σχηματίζονται ενδοκρινή κύτταρα παγκρέατος. To Ngn3 είναι ένας πολύ ενδιαφέρων παράγων μεταγραφής, καθώς ενεργοποιείται μόνο παροδικά και ρυθμίζει κύτταρα, όχι μόνο αυτά που εκφράζουν Ngn3 (τα οποία στη συνέχεια μετατρέπονται σε παγκρεατικά ενδοκρινή κύτταρα), αλλά και γειτονικά κύτταρα. Αυτά τα γειτονικά κύτταρα αναγκάζονται, όχι να εκφράσουν Ngn3, αλλά να γίνουν ένα διαφορετικό είδος και να διατηρήσουν την ταυτότητα του πρόδρομου κυττάρου. Το Ngn3 εφ' όσον ενεργοποιηθεί νωρίς οδηγεί σε διαφοροποίηση α-κυττάρων που παράγουν γλυκαγόνη, ενώ εάν ενεργοποιηθεί αργά οδηγεί σε διαφοροποίηση β-κυττάρων
Η ανάπτυξη λειτουργικών β-κυττάρων, επιπλέον, εξαρτάται και από την παρουσία του παράγοντα μεταγραφής Nkx6.1, ο οποίος φαίνεται να προσδιορίζει εκ των προτέρων την ταυτότητα των β-κυττάρων. Όλες αυτές οι παρατηρήσεις βοηθούν στην απόκτηση του επιθυμητού φαινότυπου
Tα πρόσφατα επιτεύγματα στη διαφοροποίηση των ESC σε κύτταρα που εκκρίνουν ινσουλίνη είναι αποτέλεσμα πολλών χρόνων έρευνας, όπου αναπτύχθηκαν πρωτόκολλα διαφοροποίησης που προσπάθησαν in vitro να μιμηθούν τα κρίσιμα βήματα ανάπτυξης του παγκρέατος και των β-κυττάρων, με σκοπό τη θεραπεία ασθενών με διαβήτη τύπου 1
Η πρώτη έκθεση, που δείχνει την δυνατότητα των ESC να παράγουν ινσουλίνη, δόθηκε στη δημοσιότητα το 2000 και περιέγραψε την αυτόματη ικανότητα των ESC κυττάρων να διαφοροποιηθούν σε ινσουλινο/παραγωγό φαινότυπο. Αυτά τα κύτταρα ωστόσο δεν διαθέτουν την ικανότητα να εκκρίνουν ινσουλίνη μετά διέγερση από γλυκόζη (το απόλυτο χαρακτηριστικό του β-κυττάρου). Το πρώτο βήμα στη μετατροπή των πολυδύναμων κυττάρων σε παγκρεατικά ενδοκρινή κύτταρα έγινε από βιολόγους. Επέτρεψαν την έκφραση συγκεκριμένων παγκρεατικών γονιδίων . Ενεργοποίησαν τους κατάλληλους και απενεργοποίησαν τους απαραίτητους παράγοντες μεταγραφής όπως το γονίδιο -1 (Pdx-1) και η νευρογερίνη -3 (Ngn3). Μεταλλάξεις στο Pdx-1 έχουν σαν αποτέλεσμα απουσία ανάπτυξης παγκρέατος σε ποντικό και άνθρωπο. Παρομοίως , χωρίς λειτουργικό Ngn3 δεν σχηματίζονται ενδοκρινή κύτταρα παγκρέατος. To Ngn3 είναι ένας πολύ ενδιαφέρων παράγων μεταγραφής, καθώς ενεργοποιείται μόνο παροδικά και ρυθμίζει κύτταρα, όχι μόνο αυτά που εκφράζουν Ngn3 (τα οποία στη συνέχεια μετατρέπονται σε παγκρεατικά ενδοκρινή κύτταρα), αλλά και γειτονικά κύτταρα. Αυτά τα γειτονικά κύτταρα αναγκάζονται, όχι να εκφράσουν Ngn3, αλλά να γίνουν ένα διαφορετικό είδος και να διατηρήσουν την ταυτότητα του πρόδρομου κυττάρου. Το Ngn3 εφ' όσον ενεργοποιηθεί νωρίς οδηγεί σε διαφοροποίηση α-κυττάρων που παράγουν γλυκαγόνη, ενώ εάν ενεργοποιηθεί αργά οδηγεί σε διαφοροποίηση β-κυττάρων
Η ανάπτυξη λειτουργικών β-κυττάρων, επιπλέον, εξαρτάται και από την παρουσία του παράγοντα μεταγραφής Nkx6.1, ο οποίος φαίνεται να προσδιορίζει εκ των προτέρων την ταυτότητα των β-κυττάρων. Όλες αυτές οι παρατηρήσεις βοηθούν στην απόκτηση του επιθυμητού φαινότυπου
Tα πρόσφατα επιτεύγματα στη διαφοροποίηση των ESC σε κύτταρα που εκκρίνουν ινσουλίνη είναι αποτέλεσμα πολλών χρόνων έρευνας, όπου αναπτύχθηκαν πρωτόκολλα διαφοροποίησης που προσπάθησαν in vitro να μιμηθούν τα κρίσιμα βήματα ανάπτυξης του παγκρέατος και των β-κυττάρων, με σκοπό τη θεραπεία ασθενών με διαβήτη τύπου 1
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου