Bệnh tiểu đường loại 1: Tiến gần đến phương pháp điều trị để tạo ra các tế bào insulin mới
Nghiên cứu gần đây đã phá vỡ một nền tảng mới trong nhiệm vụ điều trị bệnh tiểu đường loại 1 tạo ra các tế bào sản xuất insulin.
Các nhà khoa học từ Đại học Copenhagen ở Đan Mạch và Helmholtz Zentrum München ở Neuherberg, Đức đã lập bản đồ các tín hiệu xác định vận mệnh của các tế bào tiền thân trong tuyến tụy.
Các tế bào chưa trưởng thành này có thể phát triển thành các tế bào đảo tạo ra insulin hoặc một loại tế bào khác.
Tạp chí Thiên nhiên có một bài báo về những phát hiện.
Nghiên cứu này tiết lộ rằng các tế bào tiền thân của tuyến tụy hoạt động xung quanh và môi trường ngay lập tức của chúng, hoặc chất nền ngoại bào, đóng một vai trò mạnh mẽ trong việc quyết định số phận của chúng.
Giáo sư Henrik Semb, tác giả cao cấp và giám đốc của Viện Nghiên cứu Tế bào gốc Dịch tại Helmholtz Zentrum München, cho biết: “Giờ đây chúng tôi đã có thể lập bản đồ tín hiệu xác định liệu các tế bào tiền thân tuyến tụy sẽ trở thành nội tiết, chẳng hạn như insulin- sản xuất tế bào beta, hoặc tế bào ống dẫn. "
Bệnh tiểu đường loại 1 và các tế bào tiểu đảo
Insulin là một loại hormone giúp các tế bào hấp thụ glucose và sử dụng nó để tạo ra năng lượng.
Bệnh tiểu đường phát triển khi lượng đường trong máu của cơ thể quá cao. Điều này có thể xảy ra do không có đủ insulin (bệnh tiểu đường loại 1) hoặc do các tế bào không thể sử dụng nó đúng cách (bệnh tiểu đường loại 2).
Số liệu năm 2015 của Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC) cho thấy rằng năm đó có khoảng 30,3 triệu người ở Hoa Kỳ mắc bệnh tiểu đường. Khoảng 5% trong số họ mắc bệnh tiểu đường loại 1, cần điều trị insulin hàng ngày.
Bệnh tiểu đường loại 1 phát triển khi hệ thống miễn dịch phá hủy các tế bào sản xuất insulin trong tuyến tụy.
Những tế bào này tồn tại trong các cụm được gọi là đảo nhỏ Langerhans, chứa một số loại tế bào tạo ra hormone. Những tế bào tạo ra insulin được gọi là tế bào beta.
Nghiên cứu gần đây tập trung vào các tế bào tiền thân. Những tế bào chưa trưởng thành này là “hậu duệ ban đầu” của tế bào gốc.
Giống như tế bào gốc, tế bào tiền thân có thể trở thành một hoặc nhiều loại tế bào. Tuy nhiên, không giống như tế bào gốc, chúng không thể tiếp tục phân chia và sinh sản vô thời hạn. Ngoài ra, tế bào tiền thân có thể trưởng thành thành một loạt các loại tế bào hạn chế hơn so với tế bào gốc.
Tế bào tiền thân 'liên tục' di chuyển
Tế bào tiền thân rất khó nghiên cứu vì chúng không ngồi yên. “Chúng liên tục di chuyển trong tuyến tụy đang phát triển, dẫn đến những thay đổi môi trường thường xuyên,” GS Semb lưu ý.
Anh ấy so sánh các ô với các quả bóng pin nảy xung quanh trong một chiếc máy - “điểm số cuối cùng của chúng dựa trên tổng số lần chạm bóng.”
Để kiểm tra cách thức từng tổ tiên phản ứng với môi trường của nó mà không có sự can thiệp của các tế bào khác, ông và các đồng nghiệp của mình đã lấy các tế bào tiền thân được phát triển từ tế bào gốc của con người và gieo chúng lên lam kính chứa các vi hạt protein ma trận.
Giáo sư Semb nói rằng các nhà nghiên cứu đã rất ngạc nhiên trước những gì họ phát hiện ra.
Họ phát hiện ra rằng các tương tác khác nhau với các thành phần trong chất nền ngoại bào đã làm thay đổi “trạng thái lực cơ học trong tiền thân”.
Ông cho biết thêm: “Những lực này là kết quả của sự tương tác giữa chất nền ngoại bào, bên ngoài tế bào và bộ xương tế bào actin, bên trong tế bào.
Tế bào nội tiết hay ống dẫn?
Với sự trợ giúp của các thí nghiệm sâu hơn, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng việc tiếp xúc với các protein khác nhau trong chất nền ngoại bào đã hướng dẫn các sinh vật tổ tiên đến số phận của họ theo những cách khác nhau.
Tùy thuộc vào các lực liên quan, các tế bào tiền thân trở thành tế bào ống hoặc tế bào đảo sản xuất hormone (nội tiết).
Giáo sư Semb giải thích: “Các thí nghiệm cho thấy việc tiếp xúc với laminin chất nền ngoại bào sẽ hướng dẫn các tế bào tiền thân hướng tới một số phận nội tiết bằng cách giảm các lực cơ học bên trong tế bào.
Ông cho biết thêm: “Ngược lại, tiếp xúc với fibronectin dẫn đến số phận ống dẫn do lực cơ học tăng lên.
“Khám phá của chúng tôi tạo ra một nền tảng mới vì nó giải thích cách các tế bào tiền thân đa năng trưởng thành thành các loại tế bào khác nhau trong quá trình hình thành cơ quan”.
GS Henrik Semb
Phát hiện của nhóm sẽ giúp cung cấp thông tin về sự phát triển của các phương pháp điều trị tạo ra các tế bào sản xuất insulin từ tế bào gốc.
“Giờ đây, chúng ta có thể thay thế một số lượng đáng kể các chất có nguồn gốc thực nghiệm, mà phương thức hoạt động của chúng trong các giao thức phân biệt hiện đại hiện nay phần lớn chưa được biết đến, bằng các chất ức chế phân tử nhỏ nhắm vào các thành phần cụ thể của con đường tín hiệu cơ học mới được xác định,” GS Semb bình luận.
Ông nói thêm rằng nghiên cứu cũng đã cung cấp một bộ công cụ kỹ thuật chính xác có thể hữu ích trong việc phát triển các phương pháp điều trị thay thế tế bào, không chỉ cho bệnh tiểu đường loại 1 mà còn cho các tình trạng nghiêm trọng khác, chẳng hạn như các bệnh thoái hóa thần kinh.
Trong một video từ Helmholtz Zentrum München, Giáo sư Semb đã tổng kết nghiên cứu và giải thích vai trò ảnh hưởng của chất nền ngoại bào trong việc quyết định số phận của các tế bào tuyến tụy chưa trưởng thành.
