Обнаружен новый механизм регуляции репликации инсулин-продуцирующих бета-клеток для лечения Сахарного Диабета

Перестройка бета-клеток для восстановления продукции инсулина продвинулась к центральной стадии в поисках терапии для диабета 1 и 2 типов, - говорит ведущий автор Натали Фиасчи-Тэсч, кандидат наук, доцент факультета эндокринологии и метаболизма Медицинской школы Питта.

«В идеале, мы смогли бы сделать это, собирая клетки ткани поджелудочной железы донора и выращивая их в лабораторных условиях, или, что ещё лучше, давая пациенту препараты для стимуляции репликации собственных бета-клеток», - говорит она. «В прошлом это казалось весьма затруднительным. Наши данные представили новое понимание того, как это сделать».

После статьи 2009 года, в которой команда под руководством доктора Фиасчи-Тэсч и Эндрю Ф. Стюарта, доктора медицины прежде Питта, а сейчас Айрена, и доктора Артура М. Фишберга, профессора медицины и директора Института диабета, ожирения и метаболизма в медицинском центре Маунт-Синай в Нью-Йорке успешно воздействовали на человеческие бета-клетки, предоставив им возможность делиться в лабораторных условиях с помощью повышения уровня белка под названием cdk-6. В двух недавних докладах в журнале Diabetes они продолжили проверять работу циклических клеточных белков, вовлеченных в процесс репликации.

То, что они обнаружили, удивило их. Учёные предполагали, что белки находятся в клеточных ядрах, где они могут взаимодействовать с генами и молекулами, чтобы стимулировать или, в случае с бета клетками, предотвращать репликацию клеток. Их эксперименты показали, что протеины клеточного цикла на самом деле находятся в цитоплазме клетки, в жидкости вокруг ядра, и в пределах клеточной мембраны.

«Это подобно тому, чтобы заглянуть под капот автомобиля в поисках двигателя и вместо этого найти все детали разбросанными по заднему сиденью: не удивительно, что автомобиль не поедет», - объясняет доктор Стюарт. « Сейчас мы должны найти пути, чтобы собрать эти запчасти и поместить обратно под капот таким образом, чтобы они снова могли функционировать, как двигатель, который управляет репликацией бета-клеток».

Повышение уровней cdk-6 ведет к тому, что молекулы и другие ключевые (важные) протеины клеточного цикла перемещаются внутрь ядра, что способствует репликации, но в состоянии покоя или вне репликации клетки, белки, находящиеся в ядре, являются ингибиторами репликации. Понимание того, как и почему эти ингибирующие белки блокируют репликацию, могло бы привести к новым способам блокировки их активности, предлагая новый подход к восстановлению регенерации бета-клеток, - говорит Фиасчи-Тэсч.

Доктор Стюарт отметил, что перемещение протеинов клеточного цикла за пределы ядра в бета-клетках, могло бы оставаться верным и для других видов клеток.

«Это заинтересовало меня в том плане, сможем ли мы восстановить репликацию в других клетках, которые не способны регенерировать, таких как нейроны»,- говорит он. «Я также хотел бы узнать, почему эти протеины продолжают производиться клеткой, находящейся в покое, если они не играют роли в репликации клетки».

Во второй статье в журнале Diabetes команда описала внутриклеточную локализацию всех белков клеточного цикла в бета-клетках, биохимический атлас, который мог бы помочь другим исследователям.
Соавторами являются Джеффри В. Клейнбергер, бакалавр наук; Фатима Салим, бакалавр наук; Ронни Троксель, бакалавр наук; Рэйчел Виллс, бакалавр наук; Мансур Танвир, доктор медицины; Габриелла Казинелли, бакалавр наук; Эмми Е. Кокс, доктор медицины и Карен К. Такан, кандидат наук; Хариш Сринивас, кандидат наук, всё отделение эндокринологии и метаболизма Медицинской школы Питта; и Дональд К. Скотт, кандидат наук, из Медицинского центра Маунт-Синай.

Проект финансировался Национальным институтом диабета и заболеваний почек и желудочно-кишечного тракта, подразделением Национального института здоровья, с помощью грантов U-01 DK 089538, R-01 DK55023, R56 DK065149 and T32-07052, Исследовательским центром подросткового диабета, Американской ассоциацией диабета и Университетом Питтсбурга.