Восстановление бета клеток при диабете

Препарат для снижения артериального давления крови – верапамил – меняет течение диабета 1 типа на модели животных. Новое исследование показало, что верапамил помогает восстановить бета-клетки поджелудочной железы при диабете 1 типа на животных моделях. Теперь, благодаря трехлетнему 2,1 млн гранту, ученые начнут проводить потенциально новаторские клинические исследования в 2015 году, чтобы увидеть, насколько верапамил эффективен для людей с сахарным диабетом 1 типа.

Верапамил способен восстановить бета-клетки

В начале следующего года планируется провести исследование на тему «Повторное использование верапамила в восстановлении бета-клеток при сахарным диабетом 1 типа». Уже увенчались успехом совместные с Диабетическим центром 10-летние научно-исследовательские работы.

Ученые доказали, что высокий уровень сахара в крови заставляет организм производить больше белка TXNIP, который накапливается в бета-клетках при диабете. Оказалось, что слишком много TXNIP в панкреатических бета-клетках приводит к их гибели и подрывает усилия организма к выработке инсулина, тем самым способствуя прогрессированию диабета. Ученые также обнаружили, что препарат верапамил, который широко используется для лечения высокого давления крови, нерегулярного сердцебиения и мигрени, может снизить уровень TXNIP в бета-клетках. До такой степени, что, когда мышиные модели с диагностированным диабетом и уровнем сахара в крови выше 300 мг/дл лечили верапамилом, то болезнь была полностью устранена.

Прежде ученые показали, то верапамил может предотвратить диабет и даже обратить вспять болезнь на мышах и уменьшить TXNIP в бета-клетках человека. Нынешний подход лечения диабета 1 типа пытается охватить потерю бета-клеток, что будет способствовать выработке собственного инсулина у пациента.

Дизайн будущего исследования

В исследовании будут участвовать 52 человека в возрасте от 19 до 45 лет в течение трех месяцев с момента установления диагноза диабет 1 типа. Пациенты будут рандомизированы для приема верапамила или плацебо в течение одного года, при этом будет продолжаться их помповая инсулинотерапия. Кроме того, будет проводиться непрерывная система мониторинга глюкозы, которая позволит измерять уровень сахара в крови 24 часа в сутки, семь дней в неделю. Ученые проанализируют уровень сахара в крови пациентов и их способность производить инсулин. Они также будут изучать уровни С-пептида, которые отражают способность бета-клеток производить инсулин и функциональную массу бета-клеток.

В настоящее время ученые могут назначить введение инсулина и других лекарств, чтобы понизить уровень сахара в крови, но у нас нет никакого способа, чтобы остановить разрушение бета-клеток, и болезнь продолжает ухудшаться. Если верапамил работает на людях и способен восстановить бета-клетки, то это станет настоящей революцией в лечении сахарного диабета 1 типа.

Бета-клетки имеют решающее значение при сахарном диабете типа 1 и типа 2. Клетки постепенно теряются в обоих типах заболевания в связи с запрограммированной клеточной гибелью, но точные триггеры для смерти были ранее неизвестны. Несколько удивительным был тот факт, что даже после десятилетий жизни с сахарным диабетом 1 типа (ранее считалось, что при котором бета-клетки были полностью уничтожены на ранней стадии путем аутоиммунного процесса) пациенты по-прежнему имели измеримое количество бета-клеток, но функция их просто не была достаточной для поддержания нормального уровня сахара в крови. Замена этих бета-клеток трансплантацией оказалась более трудной и проблематичной, чем первоначально предполагалось. Однако создание среды, которая позволила бы бета-клеткам выжить и, возможно, восстановиться или начать функционировать является привлекательной альтернативой.

JDRF финансирует это исследование в рамках своей исследовательской программы восстановления бета-клеток, целью которой является восстановление способности человека производить свой собственный инсулин – в сущности, биологический лекарство от диабета 1 типа.

Одним из действительно уникальных и различных аспектов этого клинического исследования является то, что в отличие от большинства характерных для диабета 1 типа исследований, применяется верапамил, а не иммуносупрессивные или иммуномодулирующие препараты, которые зачастую имеют очень серьезные побочные эффекты.

Это исследование базируется на известном гипотензивном лекарстве – верапамиле, который применяют уже более 30 лет; вряд ли у него есть какие-либо серьезные побочные эффекты. В отличие от любого доступного в данный момент лечения сахарного диабета, исследование направлено на увеличение массы собственных природных бета-клеток организма и производство инсулина. Как известно из предыдущих крупных клинических исследований, даже небольшое количество собственной оставшейся массы бета-клеток пациента имеет основные полезные результаты и уменьшает осложнения при диабете 1 типа. Ведь восстановленные собственные бета-клетки позволяет реагировать гораздо более адекватно даже на минимальные колебания уровня сахара в крови. Это гораздо лучше, чем ученые смогут сделать при помощи инъекций или даже сложных насосов инсулина.

Поскольку механизм действия верапамила отличается от нынешних препаратов, это открывает совершенно новое поле для открытия препаратов для лечения диабета 1 типа. Ученые находятся в поисках небольших терапевтических молекул, ингибирующих TXNIP и способных восстановить бета-клетки, которые благодаря этому будут способны лечить диабет.

Два недавно опубликованных исследования, проведенные учеными Калифорнийского университета в Сан-Франциско (University of California, San Francisco, UCSF), проливают новый свет на природу бета-клеток – инсулин-продуцирующих клеток поджелудочной железы, страдающих при диабете.

(Фото: livescience.com)

Авторы первого исследования предполагают, что некоторые случаи диабета могут быть обусловлены тем, что бета-клетки лишаются кислорода, что побуждает их вернуться в менее зрелое состояние с вытекающим отсюда последствием – потерей способности вырабатывать инсулин. Второе исследование показывает, что не вырабатывающие инсулина клетки поджелудочной железы – ациноциты – можно трансформировать в функциональные бета-клетки – потенциально новая стратегия лечения диабета.

В первом исследовании, опубликованном в журнале Genes & Development, директор Центра диабета UCSF Маттиас Хеброк (Matthias Hebrok), PhD, и научный сотрудник его лаборатории Сапна Пури (Sapna Puri), PhD, удалили из бета-клеток мышей ген VHL. Синтез инсулина в этих клеток резко сократился, и со временем у мышей развился физиологический эквивалент сахарного диабета 2 типа. Вместе с Пури и Хеброком в этом исследовании принимал участие Харухико Акияма (Haruhiko Akiyama), MD, PhD, из Университета Киото (Kyoto University), который предоставил для экспериментов мышей с моделью диабета, развивающегося у худощавых людей.

Считается, что сахарный диабет 2 типа, развивающийся, как правило, в зрелом возрасте, (но все чаще встречающийся и у детей), является результатом резистентности тканей к действию инсулина, вследствие чего у больных повышается уровень сахара в крови. В отличие от диабета 2 типа диагностируемый в детстве диабет 1 типа – аутоиммунное заболевание, при котором бета-клетки поджелудочной железы атакуются и повреждаются собственной иммунной системой больного.

Большинство научных работ, посвященных диабету 2 типа, сфокусировано на резистентности к инсулину, но доктор Хеброк и его коллеги считают, что во многих случаях, например, в подгруппе худощавых взрослых пациентов, одним из факторов возникновения заболевания может быть постепенное, развивающееся в течение длительного периода времени ослабление функции бета-клеток.

«У некоторых людей с высоким индексом массы тела бета-клетки хорошо справляются со своей функцией, в то время как у некоторых стройных – бета-клетки неэффективны», – поясняет доктор Хеброк.

В период развития поджелудочной железы изменения в экспрессии генов вызывают дифференциацию некоторых клеток в бета-клетки, но изученные исследователями лишенные гена VHL бета-клетки дедифференцировались. В них не было важнейших белков, всегда присутствующих в зрелых функциональных бета-клетках, и, наоборот, в этих клетках активно экспрессировался белок Sox9, вырабатывающийся в бета-клетках только до их полного созревания.

«Уровни маркеров зрелых клеток в этих клетках были понижены, а уровни маркеров, которых не должно было быть, повышены», – комментирует Хеброк.

Белок VHL – один из важнейших клеточных сенсоров кислорода. В условиях с низким содержанием кислорода VHL активирует внутриклеточные молекулярные пути, вызывающие компенсаторные метаболические изменения, направленные на защиту клетки. Если эти метаболические корректировки не достигают успеха, альтернативные пути подталкивают клетку к самоуничтожению.

Избирательно удалив VHL из бета-клеток, ученые имитировали условия недостатка кислорода только в одном типе клеток.

«Мы заставили бета-клетки «поверить», что они находятся в состоянии гипоксии, фактически не уменьшая количества кислорода», – продолжает Хеброк.

Даже незначительное увеличение массы тела у лиц с некоторым нарушением функции бета-клеток может повысить требования по выработке инсулина до точки, в которой эти требования начинают превышать возможности клеток.

«Бета-клетка – очень сложная клетка, вырабатывающая огромное количество инсулина жестко регулируемым образом. Лишение ее кислорода превращает «Порше» в «Вольксваген Жук» – высокооктановый гоночный автомобиль в автомобиль, который вы теперь должны заправлять бензином с низким октановым числом. Он все еще сможет доехать из пункта А в пункт Б, но не сможет сделать это так, как надо», – проводит аналогию доктор Хеброк.

Он считает, что многие случаи диабета являются результатом неуклонного, развивающегося в течение длительного времени ослабления функции уже поврежденных бета-клеток, вынужденных справляться с повышающейся потребностью в инсулине.

«То, что мы здесь показываем, – другой взгляд на процесс развития диабета», – поясняет ученый.

По его мнению, цепочку событий нельзя представить следующим образом: вы здоровы – затем у вас предиабет – затем у вас диабет – затем ваши бета-клетки погибают. Скорее это плавное снижение, где функция бета-клеток сходит на нет с течением времени.

Между тем, ученым, опубликовавшим свою статью в журнале Nature Biotechnology, удалось восстановить нормальные уровни инсулина и глюкозы у мышей, не имевших функциональных бета-клеток, путем трансформации других клеток поджелудочной железы в клетки, близкие к бета-клеткам.

Сначала исследователи ввели мышам токсин, специфически поражающий бета-клетки, что вызвало у них симптомы диабета. Спустя пять недель этим мышам имплантировали миниатюрные помпы, непрерывно в течение семи дней вводившие животным две сигнальные молекулы, известные как цитокины.

Введение этих двух цитокинов – эпидермального фактора роста и цилиарного нейротрофического фактора – восстановило у мышей нормальные уровни глюкозы и инсулина. Адекватный контроль над сахаром в крови сохранялся у животных в течение восьми месяцев – до момента завершения исследования.

Дальнейшие эксперименты показали, что введение цитокинов оказывало действие за счет «перепрограммирования» ациноцитов – клеток поджелудочной железы, которые в норме секретируют пищеварительные ферменты, а не инсулин, – заставляя их приобретать свойства бета-клеток, включая чувствительность к глюкозе и способность секретировать гормон для ее усвоения.

В предыдущих работах уже было показано, что определенные факторы транскрипции, доставляемые вирусами, могут перепрограммировать ацинарные клетки мышей, но это исследование представляет первое доказательство того, что перепрограммирование ациноцитов в бета-клетки возможно провести в организме живого животного фармакологическим путем. Поскольку вирусная доставка сложна и рискованна, новый подход представляет собой перспективную стратегию терапии диабета 1 типа и диабета 2 типа с дисфункцией бета-клеток.

«Фармакотерапия, создающая новые бета-клетки, очень помогла бы пациентам с диабетом 1 типа при условии, что сегодняшние открытия, сделанные на мышиных моделях, могут быть использованы для выявления поддающихся воздействию лекарственных препаратов мишеней в поджелудочной железе человека, и при условии, что нам удастся остановить постоянно идущее аутоиммунное разрушение бета-клеток», – говорит первый автор статьи Люк Байенс (Luc Baeyens), постдокторант лаборатории Майкла Джёмана (Michael German), MD, заместителя директора Центра диабета UCSF. «В краткосрочной перспективе эта модель может служить платформой для выявления и изучения новых соединений с терапевтическим потенциалом. В долгосрочной перспективе, несмотря на эти обнадеживающие результаты, мы пока еще очень далеки от использования выводов нашей работы в клинической практике».

Уникальная диета запускает восстановление поджелудочной железы. Это сумели доказать американские учёные.

Они показали в деталях, как специальная диета запускает восстановление клеток, вырабатывающих инсулин. Именно этого гормона не хватает больным сахарным диабетом.

Возвращение в утробу

Учёные во всех деталях продемонстрировали, как сначала отмирают больные клетки, не способные к нормальному синтезу гормона, а затем им на смену появляются новые и здоровые. Они формируются из стволовых клеток, сохраняющихся в поджелудочной железе. Именно такой процесс происходит в утробе матери, когда у плода формируется этот орган.

Исследование провели на мышах, но подобную диету испытывали на 100 добровольцах, и она оказалась очень эффективной. Кстати, не только в отношении диабета. Детальное обследование и анализы, проведённые у участников эксперимента, показали, что у них существенно снизился риск развития рака, болезней сердца и других возрастных недугов.

Главный секрет — в постной диете. В ней очень мало белков и углеводов, но достаточно много растительных жиров. Такое большое количество жиров может показаться странным, так как при диабете необходимо снижение веса. Но как раз они нужны для запуска перезагрузки поджелудочной железы. Кроме того, сама диета была достаточно жёсткой — от 800 до 1200 ккал. И это при том, что обычное здоровое питание редко бывает ниже 2000 ккал.

«Это серьёзное исследование, сделанное на высоком уровне и с привлечением самых современных и самых тонких методов анализа, — говорит Михаил Богомолов, врач-психоэндо­кринолог, президент Российской диабетической ассоциации. — И очень важно, что впервые доказано: вырабатывающие инсулин бета-клетки поджелудочной железы могут возрождаться. По сути, речь идёт о восстановлении (регенерации) этой железы. Это вселяет надежду даже для людей, долго страдающих диабетом, особенно 2-го типа. Сейчас мы можем практически излечивать такой диабет. А вот в отношении диабета 1-го типа, при котором пациентам назначают инсулин, я не столь оптимистичен, даже если у них с помощью диеты начнётся восстановление клеток, производящих инсулин. Собственная иммунная система будет их уничтожать, ведь такой диабет — заболевание аутоиммунное».

Источники: http://www.greenrussia.ru/news/nauka/3178-vosstanovit-beta-kletki-pomozhet-verapamil.html, http://www.nanonewsnet.ru/news/2014/pochemu-umirayut-beta-kletki-kak-vospolnit-ikh-poteryu, http://www.aif.ru/health/life/dieta_protiv_diabeta_kak_vosstanovit_podzheludochnuyu_zhelezu

Оставьте комментарий

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