Диабет: дуэт лекарств помогает организму пополнять запасы клеток, вырабатывающих инсулин.
Ученые сделали важный шаг в поисках лекарства от диабета, которое восстанавливает способность организма вырабатывать инсулин.
Они создали новый коктейль из лекарств, который может стимулировать регенерацию клеток, продуцирующих инсулин, со скоростью, достаточной для лечения людей.
Недавнее исследование ученых из Медицинской школы Икана на горе Синай в Нью-Йорке, штат Нью-Йорк, показывает, как новая комбинация двух классов лекарств может заставить бета-клетки взрослого человека воспроизводиться со скоростью 5-8 процентов в день.
Команда сообщает о результатах в статье, которая публикуется в журнале. Клеточный метаболизм.
«Мы очень рады этому новому наблюдению, - говорит ведущий автор доктор Эндрю Ф. Стюарт, который является директором Института диабета, ожирения и метаболизма на горе Синай, - потому что впервые мы можем видеть показатели репликации бета-клеток в человеческих клетках, которых достаточно для пополнения массы бета-клеток у человека ».
В более ранней работе команда исследовала небольшую молекулу, которая блокирует фермент, называемый киназой 1A, регулируемой тирозин-фосфорилированием двойной специфичности (DYRK1A). Эта молекула привела к скорости пролиферации бета-клеток от 1,5 до 3 процентов.
В новом исследовании команда продемонстрировала, как добавление небольшой молекулы из другого класса лекарств повысило скорость распространения в среднем до 5-8 процентов. Второй препарат блокирует членов суперсемейства трансформирующих факторов роста бета (TGFβSF).
Однако, хотя исследование сделало важный шаг, показав, что комбинация лекарств может регенерировать бета-клетки достаточно быстро для лечения, предстоит еще кое-что сделать.
Как объясняет доктор Стюарт: «Следующим серьезным препятствием является выяснение того, как доставить их непосредственно в поджелудочную железу».
Диабет, инсулин и бета-клетки
Диабет - это заболевание, при котором уровень глюкозы в крови повышается до опасного уровня. Постоянно высокий уровень глюкозы в крови повреждает кровеносные сосуды, нервы и другие системы организма. Это может привести к потере зрения, заболеванию почек и проблемам с сердцем.
Уровень глюкозы в крови повышается из-за трудностей с производством и использованием инсулина - гормона, который помогает клеткам организма поглощать и использовать глюкозу для производства энергии.
По оценкам Всемирной организации здравоохранения, к 2025 году в мире может быть до 300 миллионов человек с диабетом.
В Соединенных Штатах диабетом страдают около 9,4 процента населения, что составляет примерно 30,3 миллиона человек. Национальный институт диабета, болезней органов пищеварения и почек предполагает, что еще 84,1 миллиона взрослых страдают предиабетом.
Существует два основных типа диабета: тип 1 и тип 2. Около 90–95 процентов взрослых с диабетом имеют тип 2.
При диабете 1 типа отсутствие контроля уровня глюкозы в крови происходит из-за того, что иммунная система разрушает вырабатывающие инсулин бета-клетки в поджелудочной железе.
Диабет 2 типа обычно начинается с инсулинорезистентности - состояния, при котором клетки становятся менее эффективными при использовании инсулина. Поджелудочная железа сначала компенсирует это, производя больше инсулина, но это не долгосрочное решение, и уровень глюкозы в крови в конечном итоге повышается.
Хотя эти два типа имеют различия, недавние исследования показывают, что диабет типа 1 и типа 2 имеет одну общую черту: уменьшение количества функционирующих бета-клеток, продуцирующих инсулин.
«Достигнутые ранее недостижимые ставки»
Доктор Стюарт говорит, что ни один из препаратов, доступных в настоящее время для лечения диабета, не является достаточно эффективным для восстановления бета-клеток человека.
Исследователи изучают другие подходы, такие как трансплантация бета-клеток или поджелудочной железы и методы лечения, в которых стволовые клетки используются для создания новых бета-клеток. Однако, как отмечает д-р Стюарт, ни один из них не получил широкого распространения.
В более ранней работе он и его коллеги показали, что ингибитор DYRK1A под названием гармин способен стимулировать устойчивую пролиферацию бета-клеток взрослого человека в лабораторных культурах.
Кроме того, мыши с человеческими бета-клетками вместо их собственных смогли поддерживать уровень сахара в крови в нормальном диапазоне после лечения гармином.
Это был серьезный шаг вперед. Однако скорость производства новых бета-клеток была слишком низкой, чтобы лечение было эффективным у людей с диабетом.
У исследователей появилась идея добавить к гармину ингибитор TGFβSF, когда они исследовали тип доброкачественной опухоли, которая образуется в бета-клетках. Это открыло новый набор мишеней для лекарств, которые могут усиливать пролиферацию бета-клеток.
Итак, цель недавнего исследования состояла в том, чтобы выяснить, может ли сочетание двух классов лекарств работать - и оно сработало.
Исследователи пишут, что исследование показывает, как блокирование «передачи сигналов DYRK1A и TGFβSF вызывает замечательную и ранее недостижимую скорость пролиферации бета-клеток человека […] и фактически увеличивает количество бета-клеток человека и мыши».
В исследовании также исследуются механизмы, лежащие в основе «поразительной скорости распространения». Результаты показывают, что комбинация лекарств работает не только с бета-клетками, которые ученые извлекли из «нормальных островков трупа», но также и с бета-клетками, которые они выросли из стволовых клеток человека и «клеток людей с диабетом 2 типа».
«Поскольку эти препараты действуют на другие органы в организме, теперь нам необходимо разработать методы доставки этих препаратов специально к бета-клеткам человека».
Д-р Эндрю Ф. Стюарт
