Cukrzyca typu 1 jest chorobą autoimmunologiczną, w której układ odpornościowy niszczy komórki beta trzustki odpowiedzialne za produkcję insuliny. Bez tych komórek organizm nie jest w stanie prawidłowo regulować poziomu glukozy we krwi. Osoby chorujące na cukrzycę typu 1 muszą stale kontrolować poziom cukru i regularnie przyjmować insulinę.
Nowa terapia cukrzycy typu 1 – naukowcy chcą odbudować komórki beta
Nowy projekt badawczy prowadzony na Medical University of South Carolina zakłada stworzenie terapii, która pozwoli odbudować komórki produkujące insulinę i jednocześnie ochronić je przed atakiem układu odpornościowego. Kierownikiem projektu jest Leonardo Ferreira, doktor nauk biologicznych, który specjalizuje się w badaniach nad immunologią i inżynierią układu odpornościowego. Projekt otrzymał wsparcie finansowe w wysokości miliona dolarów od organizacji Breakthrough T1D, globalnej organizacji zajmującej się badaniami nad cukrzycą typu 1 i wspieraniem rozwoju nowych terapii. W projekcie uczestniczą również badacze z innych instytucji naukowych.
Cukrzyca typu 1 i komórki beta – dlaczego układ odpornościowy je niszczy
W cukrzycy typu 1 układ odpornościowy błędnie rozpoznaje komórki beta jako zagrożenie i stopniowo je niszczy. Komórki te znajdują się w wyspach trzustkowych i odpowiadają za produkcję insuliny, hormonu regulującego poziom glukozy we krwi. Według danych Centers for Disease Control and Prevention z cukrzycą typu 1 żyje około 1,5 miliona osób w Stanach Zjednoczonych. Choroba może prowadzić do poważnych powikłań zdrowotnych, takich jak uszkodzenia nerwów, utrata wzroku, śpiączka cukrzycowa czy nawet zgon.Dotychczasowe leczenie polega głównie na podawaniu insuliny oraz monitorowaniu poziomu glukozy. W niektórych przypadkach stosuje się przeszczep komórek wysp trzustkowych, jednak metoda ta napotyka poważne ograniczenia.
Przeszczep komórek produkujących insulinę – problem odrzucenia przez układ odpornościowy
Jednym z rozwiązań stosowanych w ciężkich przypadkach cukrzycy typu 1 jest przeszczep komórek wysp trzustkowych zawierających komórki beta. Metoda ta ma jednak dwa istotne ograniczenia. Pierwszym problemem jest niedobór materiału do przeszczepów. Komórki wysp trzustkowych pochodzą od dawców, a ich liczba jest ograniczona. W wielu przypadkach jeden zabieg wymaga komórek pochodzących nawet od trzech lub czterech dawców. Drugim wyzwaniem jest reakcja układu odpornościowego, który może zniszczyć przeszczepione komórki. Z tego powodu pacjenci po transplantacji muszą przyjmować leki immunosupresyjne, które hamują reakcję immunologiczną, ale jednocześnie zwiększają ryzyko powikłań zdrowotnych.
Terapia CAR i regulacyjne limfocyty T – jak naukowcy chcą chronić komórki beta
Zespół kierowany przez Leonardo Ferreirę opracowuje strategię, która łączy biologię komórek macierzystych, transplantologię oraz inżynierię immunologiczną. W projekcie wykorzystuje się regulacyjne limfocyty T, określane jako Treg. Komórki Treg odgrywają ważną rolę w kontrolowaniu reakcji układu odpornościowego i zapobieganiu nadmiernym reakcjom immunologicznym. W cukrzycy typu 1 mechanizm ten nie działa prawidłowo, dlatego układ odpornościowy niszczy komórki beta. Ferreira wykorzystuje technologię receptorów chimerycznych CAR. Dzięki niej limfocyty Treg są modyfikowane tak, aby rozpoznawały określone białko znajdujące się na powierzchni komórek beta. Zmodyfikowane komórki działają jak precyzyjny system naprowadzania, który kieruje je bezpośrednio do przeszczepionych komórek produkujących insulinę. Po dotarciu do miejsca transplantacji limfocyty Treg pełnią funkcję ochronną i ograniczają reakcję autoimmunologiczną. Naukowcy porównują ich działanie do „ochroniarzy”, którzy zabezpieczają komórki beta przed zniszczeniem.
Komórki macierzyste w leczeniu cukrzycy typu 1 – nowe źródło komórek beta
Drugim elementem terapii jest wykorzystanie komórek macierzystych do produkcji komórek wysp trzustkowych w warunkach laboratoryjnych. Nad tą częścią projektu pracuje Holger Russ, doktor nauk biologicznych i profesor nadzwyczajny farmakologii i terapii na University of Florida. Komórki macierzyste mogą zostać przekształcone w komórki beta zdolne do produkcji insuliny. Dzięki temu możliwe jest wytwarzanie dużej liczby komórek potrzebnych do transplantacji. W projekcie uczestniczy także Michael Brehm, doktor nauk biologicznych z University of Massachusetts Medical School. Badacz opracowuje modele myszy z „uczłowieczonym” układem odpornościowym, które pozwalają analizować reakcje immunologiczne i metaboliczne związane z cukrzycą typu 1.
Leczenie cukrzycy typu 1 bez leków immunosupresyjnych
Jednym z głównych celów projektu jest opracowanie terapii, która nie będzie wymagała stosowania leków immunosupresyjnych. Leki te są obecnie konieczne po wielu transplantacjach, ale ich długotrwałe stosowanie wiąże się z ryzykiem poważnych skutków ubocznych, szczególnie u dzieci. Laboratoryjnie wytworzone komórki beta można przechowywać i zamrażać bez utraty jakości, co umożliwia stworzenie zapasu komórek gotowych do użycia. W połączeniu z regulacyjnymi limfocytami T może to doprowadzić do opracowania terapii dostępnej dla wielu pacjentów. Leonardo Ferreira powiedział: „Próbujemy opracować terapię, która mogłaby działać u wszystkich osób z cukrzycą typu 1 na każdym etapie choroby, nawet u tych, którzy chorują od wielu lat i nie mają już żadnych komórek beta”.
Czy możliwe jest wyleczenie cukrzycy typu 1 – kolejne etapy badań
Przed wprowadzeniem terapii do praktyki klinicznej konieczne są dalsze badania. Jednym z kluczowych pytań jest czas utrzymywania się efektu ochronnego zmodyfikowanych komórek układu odpornościowego. W badaniach przedklinicznych przeprowadzonych na modelach myszy z uczłowieczonym układem odpornościowym ochronny efekt terapii utrzymywał się przez około miesiąc. Naukowcy planują sprawdzić, czy możliwe jest wydłużenie tego okresu oraz czy podawanie kolejnych dawek komórek może zwiększyć trwałość efektu. Leonardo Ferreira podkreśla, że projekt może mieć znaczenie wykraczające poza leczenie cukrzycy. „Myślę, że to może zmienić sposób uprawiania medycyny. Zamiast leczyć objawy, możemy faktycznie zastępować brakujące komórki. Dzięki tej pracy prawdopodobnie lepiej zrozumiemy, jak zaczyna się cukrzyca typu 1, jak się rozwija i jak można ją leczyć”.
Polecany artykuł:
