Найдено лекарство от сахарного диабета 1 типа

Сахарный диабет первого типа является хроническим заболеванием, которое обычно проявляется уже в детстве. Данное заболевание появляется тогда, когда поджелудочная железа производит крайне мало инсулина либо вообще его не производит. А инсулин – это гормон, который позволяет сахару (а точнее, глюкозе) проникать в клетки и производить энергию. Болезнь первого типа очень сильно отличается от второго типа, который в последнее время становится все более и более распространенным. Отличие заболевания второго типа заключается в том, что оно проявляется во взрослом возрасте у тех людей, у которых организм становится невосприимчивым к инсулину или же не может произвести достаточное его количество из-за внешних причин.

Бесплодные попытки лечения

Ученые предполагают, что болезнь второго типа можно обратить вспять с помощью правильного питания. Сахарный же диабет первого типа до сих пор остается неизлечимым. Ученые объясняют, что данное заболевание подразумевает потерю функционирующих бета-клеток. В случае с первым типом они погибают, а в случае со вторым – перестают работать так, как надо. Уже далеко не один раз ученые пытались заменить погибшие или нефункционирующие бета-клетки здоровыми и работающими, но каждый раз эти клетки отвергались иммунной системой человека.

Клетки Меллигана — будущее диабетиков

К счастью, совсем недавно в Америке был одобрен патент для того, что может стать первым действительно эффективным лекарством против этого заболевания. Данный метод совмещает в себе клетки, поставляющие инсулин, и систему, которая позволяет им спрятаться от иммунной системы, – на данный момент даже на несколько лет. Эти клетки называются клетками Меллигана, они могут производить, хранить и выпускать инсулин в кровь человека в зависимости от текущего уровня сахара в крови.

Успешные эксперименты на мышах с иммунодефицитом

Ученые из Сиднейского технологического университета проектировали эти клетки с помощью генной инженерии таким образом, чтобы они функционировали так, как функционируют здоровые бета-клетки в организме человека, не болеющего диабетом, то есть выбрасывает в кровь инсулин в зависимости от уровня сахара в крови человека. В прошлом году команда ученых смогла успешно обратить болезнь первого типа у мышей, и хотя результаты были многообещающими, тесты проводились на мышах, страдающих иммунодефицитом. То есть в ходе этого эксперимента не наблюдалось никакого иммунного ответа на эти клетки. Это означало, что в человеческом теле эти клетки будут атакованы иммунной системой.

Клетка в коробке, или решение проблемы с иммунитетом

Но теперь группа ученых объединилась с американской биотехнологической компанией под названием PharmaCyte Biotech, которая разработала продукт под названием Cell-In-A-Box, то есть «Клетка в коробке». В теории он может инкапсулировать клетки Меллигана и прятать их от иммунной системы, чтобы они не подверглись атаке.

Как будут действовать клетки Меллигана?

Если удастся держать клетки Меллигана в капсуле, которая является безопасной с точки зрения иммунной системы, то технология Cell-In-A-Box может спокойно укрыться в человеческой поджелудочной железе и позволить клеткам функционировать без проблем. Эти оболочки сделаны из целлюлозы – покрытия, позволяющего молекулам двигаться в обе стороны. Это повышает функциональность до такой степени, что клетки Меллигана, покрытые данными оболочками, смогут получать информацию о том, когда уровень сахара в крови человека снизился, и требуется вброс инсулина.

Будущее новой технологии

Эта новая технология может оставаться в теле человека вплоть до двух лет, не повреждая его никаким образом. Это значит, что она может предложить серьезное решение проблемы людям, больным сахарным диабетом первого типа. На данный момент остается только ждать – начинаются первые исследования не на мышах, а на людях, и нужно просто смотреть на то, какие результаты будут получены в ходе эксперимента. Это на самом деле выдающаяся находка, остается надеяться на то, что она окажется обоснованной и поможет людям с данным заболеванием жить нормальной жизнью. Это может быть настоящий прорыв в области медицины и хороший знак для дальнейшего успешного развития в данном направлении.

В пятницу стало известно о прорыве в поиске эффективных методов лечения диабета 1 типа. Ученые Гарвардского университета сообщили о том, что им удалось разработать способ массового получения в лабораторных условиях из столовых клеток нормально функционирующих, зрелых, вырабатывающих инсулин бета-клеток поджелудочной железы. Причем в количествах, достаточных для трансплантации пациентам, чьи бета-клетки убиты собственной иммунной системой.

Авторы метода утверждают, что теперь человечество находится буквально в шаге от реализации мечты миллионов больных и их близких – полному излечению от диабета 1 типа. Среди них – и ведущий автор опубликованной в журнале Cell работы, биолог, специалист по стволовым клеткам Дуглас Мелтон (Douglas Melton). После того, как около 20 лет тому назад его маленькому сыну, а позже и дочери, был поставлен диагноз «диабет 1 типа», ученый посвятил свою жизнь и научную карьеру поиску средств лечения и уверен, что добился своего.

Клетки на замену

Как известно, поджелудочная железа в течение дня регулирует уровень глюкозы в крови с помощью секреции бета-клетками, расположенными в так называемых островках Лангерганса, гормона инсулина. При сахарном диабете 1 типа клетки собственной иммунной системы организма, по невыясненным пока причинам, проникают в островки Лангерганса и уничтожают бета-клетки. Недостаток инсулина приводит к таким тяжелым последствиям, как нарушение сердечной функции, потеря зрения, инсульт, почечная недостаточность и другим. Больным приходится пожизненно несколько раз в день делать себе инъекции подобранных доз инсулина, однако абсолютно точного соответствия естественному процессу выброса гормона в кровь добиться все же невозможно.

Ученые всего мира уже в течение десятилетий ищут способы замены утраченных из-за аутоиммунного процесса бета-клеток. В частности, был разработан метод трансплантации инсулоцитов (клеток островков Лангерганса), выделенных из донорских поджелудочных желез. Однако этот метод остается экспериментальным, доступным из-за нехватки донорских органов лишь небольшому числу пациентов. Кроме того, трансплантация донорских клеток, для предотвращения их отторжения, требует постоянного приема мощных иммуноподавляющих препаратов со всеми сопутствующими негативными побочными эффектами.

После изоляции в 1998 году эмбриональных стволовых клеток, потенциально способных превращаться в любые клетки организма, целью многих научных групп стали поиски методов получения функционирующих бета-клеток именно из них. Нескольким командам удалось in vitro (вне живого организма) трансформировать эмбриональные клетки в клетки-предшественники (прекурсоры) инсулоцитов, которые затем дозревают, будучи помещенными в организмы специально выведенной линии лабораторных животных и начинают вырабатывать инсулин. Процесс созревания занимает около шести недель.

В частности, такого успеха добились специалисты из Калифорнийского университета (Сан-Диего). 9 сентября они, совместно с местной биотехнологической компанией ViaCyte, объявили о начале первых в своем роде клинических испытаний экспериментального препарата VC-01, представляющего собой выращенные из эмбриональных стволовых клеток прекурсоры бета-клеток, помещенные в полупроницаемую оболочку. Предполагается, что первая фаза испытаний, призванная оценить эффективность, переносимость и безопасность различных доз препарата, продлится два года, в ней примут участие примерно 40 пациентов. Исследователи ожидают, что многообещающие результаты, полученные в ходе экспериментов на животных, удастся повторить на людях и имплантированные под кожу прекурсоры бета-клеток созреют и начнут производить нужное организму количество инсулина, что позволит пациентам отказаться от инъекций.

Помимо эмбриональных стволовых клеток, источником для получения инсулоцитов могут быть и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC) — незрелые клетки, перепрограммированные из зрелых и потенциально способные специализироваться в клетки всех типов, присутствующих во взрослом организме. Однако эксперименты показали, что этот процесс очень сложен и долог, а получающиеся бета-клетки лишены многих характеристик «родных» клеток.

Поллитра бета-клеток

Тем временем группа Мелтона заявила, что разработала метод, позволяющий избежать всех недостатков – источником инсулоцитов могут быть как эмбриональные стволовые клетки, так и iPSC, весь процесс происходит in vitro, а на выходе уже через 35 дней получается полулитровый сосуд с 200 миллионами зрелых, нормально функционирующих бета-клеток, что, теоретически, достаточно для трансплантации одному пациенту. Сам Мелтон назвал получившийся протокол «воспроизводимым, но очень кропотливым». «Никакого волшебства, только десятилетия упорной работы», — цитирует его журнал Science. Протокол включает поэтапное введение в очень точно подобранной комбинации пяти различных факторов роста и 11 молекулярных факторов.

Пока метод Мелтона показал отличные результаты в экспериментах на мышиной модели диабета 1 типа. Через две недели после трансплантации в организм больных диабетом мышей, полученные из стволовых клеток человеческие бета-клетки поджелудочной железы начали вырабатывать достаточное количество инсулина для того, чтобы вылечить животных.

Однако, прежде, чем перейти к испытаниям на людях, Мелтону и его коллегам необходимо решить еще одну проблему – как защитить трансплантат от атаки иммунной системы. Тот же самый аутоиммунный процесс, ставший причиной болезни, может затронуть новые бета-клетки, полученные из собственных iPSC пациента, а инсулоциты, полученные из эмбриональных стволовых клеток, могут стать мишенью для нормального иммунного ответа, как чужеродные агенты. В настоящее время группа Мелтона в сотрудничестве с другими научными центрами работает над тем, как наиболее эффективно решить эту проблему. Среди вариантов – помещение новых бета-клеток в некую защитную оболочку либо их модификация с тем, чтобы они могли не поддаваться атаке иммунных клеток.

Мелтон не сомневается, что эта трудность будет преодолена. По его мнению, клинические испытания его метода начнутся в течение ближайших нескольких лет. «Нам сейчас остается всего один шаг до финиша», — считает он.

Российские исследователи разработали вещества, из которых можно сделать препарат для восстановления и поддержания здоровья поджелудочной железы при диабете первого типа.

В поджелудочной железе есть особые участки под название Островки Лангерганса – именно они синтезируют в организме инсулин. Этот гормон помогает клеткам усваивать глюкозу из крови, а его нехватка — частичная или тотальная – вызывает повышение уровня глюкозы, что приводит к диабету.

Избыток глюкозы нарушает биохимическое равновесие в организме, происходит окислительный стресс, и в клетках образуется слишком много свободных радикалов, которые нарушают целостность этих клеток, вызывая их повреждения и гибель.

Также в организме происходит гликирование, при котором глюкоза соединяется с белками. У здоровых людей этот процесс тоже идет, но гораздо медленнее, а при диабете ускоряется и повреждает ткани.

Своеобразный замкнутый круг наблюдается у людей с диабетом первого типа. При нем клетки Островков Лангерганса начинают отмирать (врачи считают, что это происходит из-за аутоиммунной атаки самого организма), и, хотя они умеют делиться, восстановить свое изначальное количество не могут, так как из-за гликирования и окислительного стресса, вызванного избытком глюкозы, гибнут слишком быстро.

На днях журнал Biomedicine & Pharmacotherapy опубликовал статью о результатах нового исследования ученых из Уральского федерального университета (УрФУ) и Института иммунологии и физиологии (ИИФ УрО РАН). Специалисты обнаружили, что вещества, произведенные на основе 1,3,4-тиадиазина, подавляют упомянутую выше аутоиммунную реакцию в виде воспаления, губящего инсулиновые клетки, и, одновременно, устраняют последствия гликирования и окислительного стресса.

У мышей с диабетом первого типа, на которых испытывали производные 1,3,4-тиадиазина, значительно уменьшался уровень воспалительных иммунных белков в крови и пропадал гликированный гемоглобин. Но самое главное, у животных в три раза возрастало количество синтезирующих инсулин клеток в поджелудочной железе и повышался уровень самого инсулина, что снижало концентрацию глюкозы в крови.

Вполне вероятно, что созданные на базе названных выше веществ новые препараты совершат переворот в лечении диабета первого типа и подарят миллионам больных гораздо более радужные перспективы на будущее.

Источники: http://fb.ru/post/diseases-and-conditions/2016/6/7/5893, http://medportal.ru/mednovosti/news/2014/10/10/370melton/, http://diabethelp.org/lechim/uchenye-na-poroge-sozdaniya-lekarstva-ot-diabeta-pervogo-tipa.html

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *