Potansiyel Diyabet Terapisi: Kan Şekerini Kontrol Eden Mühendislik Hücreleri
Diyabetik farelerde glukozu algılamak ve insülin salımı olan hiperglisemiyi önlemek için programlanan hücreler.
Glikoza yanıt olarak hücrelerin insülin üretmesini programlamak için biyomühendisler üç protein kullandı. Glikoz taşıyıcılar , şekeri hücrelere yönlendirir ve burada adenozin trifosfat (ATP) üretmek üzere metabolize olur. Artan ATP seviyeleri, potasyum iyonlarını hücreden çıkaran potasyum iyonu kanallarını kapatır. Bu akışı durdurmak, hücre zarındaki voltajı değiştirir ve bu da voltaj kapılı kalsiyum iyonu kanallarını etkinleştirir. Kalsiyum iyonları hücrenin içine akar ve insülin geni ifadesini tetikler.
Tip 1 diyabetli insanlar günde birkaç kez kendilerine insülin enjekte etmelidir. Çünkü bağışıklık sistemi sağlıklı bir kan şekeri seviyesini korumak için insülin salgılayan pankreasdaki hücreleri yok eder.
Biyomühendislerden oluşan bir ekip bu hücrelerin, bu tür enjeksiyonlara alternatif olabileceğini bildiriyor. Araştırmacılar insan böbrek hücrelerini pancreatic β hücreleri gibi davranmaları için, yani kan glikoz düzeylerini algılamak ve buna göre insülin üretmek üzere tasarladılar. Tip 1 diyabetli farelere implante edildiğinde, hücreler hiperglisemi olarak da bilinen yüksek kan şekeri seviyelerini engeller.
“ Şu anda, diyabet hastalarının hastalıklarıyla baş etmeye çalıştıklarında, kan şekeri seviyelerini ölçmelerini ve sonra bir hormon enjekte etmelerini sağlıyoruz” diyen Zürih İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’nden Martin Fussenegger,” Hücreler her ne kadar bu işe yarasa da dozun doğru hale getirilmesi zor olabilir, yeni bir hastalık tedavisi kavramına öncülük ettik.” açıklamasını yaptı.
Bilim adamları, diyabetik hastalarda β hücrelerini geri yükleme yolları üzerinde çalışıyor. Örneğin, doktorlar, β hücreleri içeren adacık hücrelerini hastalara naklettikleri terapileri test ettiler. Ve diğer araştırmacılar, transplantasyon için kök hücrelerden β hücreleri türetmeye çalıştılar. Fussenegger, bu potansiyel terapilerin tümünün de aynı sorunun üstesinden geldiğini söylüyor: Bağışıklık sisteminin sonunda yok edeceği hücreleri içeriyorlar. “Β hücreleri çok sağlam hücreler değildir; Bu yüzden şeker hastalığımız var, “diyor.
Bu nedenle, Fussenegger ve meslektaşları, insan embriyonik böbrek (HEK) hücresinin daha kalıcı bir hücre türünü, hassas β hücreleri gibi davranmaya karar verdiler. Bunu yapmak için pankreatik hücrelerin kan şekeri seviyelerine tepki vermesine izin veren hücresel devreleri çoğaltırlar.
Temel olarak, β hücreleri membranlarında oturan üç tip protein yardımıyla glikoz seviyelerini düzenler: glukoz taşıyıcıları, potasyum kanalları ve voltaj kapılı kalsiyum kanalları. Glikoz, glikoz taşıyıcıları vasıtasıyla β hücrelerine girer. Hücreler daha sonra glikozu metabolize ederek adenosin trifosfat (ATP) üretirler. ATP seviyeleri arttıkça potasyum kanalları kapanarak potasyum iyonlarının hücre dışına akmasını durdururlar. Bu, hücre zarındaki voltajı değiştirir ve bu da voltaj kapılı kalsiyum iyonu kanallarını etkinleştirir. Kalsiyum iyonları daha sonra hücrenin içine akar ve insülin üretimini tetikleyen gen ekspresyon yollarını açar.
HEK hücrelerinin zaten bir glikoz taşıyıcı ve bir potasyum kanalı var, bu nedenle Fussenegger ve arkadaşları, hücreleri kalsiyum kanalını ifade etmek için ve insülin üretimi için kalsiyuma bağımlı bir gen devresinde mühendislik yapmak zorunda kalmışlardı.
Ortaya çıkan hücreleri test etmek için ekip onları aljinat boncuklar halinde kapsülledi ve β hücreleri kimyasal olarak yok edilmiş farelere implante etti. Hayvanlar, üç haftalık deney boyunca hayatta kalırken, işe mühendis olmayan hücreler alan fareler birkaç gün sonra öldüler ve β hücresi taklidlerinin ölümcül olan insülin eksikliğini geri döndürebileceğini gösterdiler. İşlenmiş hücreler, normal glukoz seviyelerini implante edilen insan adacık hücrelerinden daha hızlı geri kazandırdı.
King’s College’daki diyabet ve metabolizma profesörü John Pickup, “Klinisyenler ve diyabetliler, bu yeni araştırmayla ve pankreas adacık hücrelerinden türetilmemiş mühendislik glukozuna cevap veren insülin salgılayan hücrelerin genel görüşüyle heyecanlı olacak” diyor. Londra. Adlet hücresi tabanlı tedavilerin, yüksek maliyetler ve gerekli bağışıklık baskılayan ilaçlardan kaynaklanan yan etkiler de dahil olmak üzere birçok dezavantaja sahip olduğunu söylüyor.
Yine de, Pickup bu yeni stratejinin erken aşamalarında olduğunu söylüyor. Örneğin, mühendislik hücrelerinden insülin salınımının kinetiği, β hücrelerini daha iyi taklit etmek için daha fazla ayarlamaya ihtiyaç duyar. Doktor, implante edilen hücrelerin, hormonun bir kişinin gün boyunca yaşadığı tipik kan şekeri dalgalanmalarını takip edecek kadar hızlı serbest bırakmadığını belirtti.
Fussenegger, ekibinin hücresel devrenin işlevini ve hücrelerin sağlamlığını geliştirmeye çalıştıklarını söyledi.
Kaynak : acs.org
Haberi Çeviren : Zehra Oruç
Üniversite : Mersin Üniversitesi (Lisans Öğrencisi)
Bölüm : Kimya Mühendisliği
Mail : z.oruc3363@gmail.com
Not : Haberlerin dergi yönetimi ile çevirene haber verilmeksizin yayınlanması, kopyalanması, kendi web sitenize eklenmesi kesinlikle yasaktır. Bir yerde yayınlamayı düşünenler iletisim@inovatifkimyadergisi.com adresine ve de haberi çeviren arkadaşımıza mail atarak durumu belirtmeleri gerekmektedir.
