Phương thức biến đổi gen mới làm cho tế bào alpha vào tế bào beta để sản xuất insulin

Bệnh tiểu đường hiện đang ảnh hưởng đến 29 triệu người Mỹ. Trong nhiều thập kỷ qua, đã có những nỗ lực về thay thế các tế bào insulin của tuyến tụy bị phá hủy bởi bệnh tiểu đường. Nghiên cứu đột phá này có thể tìm thấy cách để biến đổi gen tế bào alpha vào tế bào beta sản xuất insulin.

Đặc điểm của bệnh tiểu đường tuýp 1 là do tuyến tụy không thể sản xuất insulin. Cụ thể hơn, hệ thống miễn dịch của cơ thể dừng nhận các tế bào beta thường chịu trách nhiệm sản xuất insulin. Thay vào đó, nó tấn công và phá hủy chúng. Nếu không có insulin cơ thể bắt đầu giảm mức glucose - đường trong máu không thể đi vào các tế bào, nơi nó thường được chuyển hóa thành năng lượng. Kết quả là, glucose bị mắc kẹt trong máu, dẫn đến bệnh tiểu đường.

Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã cố gắng tìm cách thay thế các tế bào beta - đôi khi được gọi là tế bào đảo tụy vì đều nằm trong khu vực nội tiết của tuyến tụy được gọi là đảo tụy Langerhans. Họ đã thay thế tế bào beta bị phá hủy cho những người mới sử dụng tế bào gốc và tế bào trưởng thành. Mặc dù kết quả đã có tiến triển nhưng chưa thành công rõ rệt.

Hiện tại, nhóm nghiên cứu đến từ Trung tâm nghiên cứu CeMM - Úc đã tìm thấy các liên kết bị mất đi, mang đến hy vọng chữa được bệnh tiểu đường tuýp 1.

Trưởng nhóm nghiên cứu Stefan Kubicek cho biết, chúng tôi đã khảo sát vai trò của các loại thuốc đã được quy định để chuyển đổi tế bào alpha và beta. Ngoài tế bào beta, tế bào alpha và ba loại tế bào hình thành đảo tụy Langerhans ở tụy, nơi chịu trách nhiệm trong việc điều chỉnh lượng đường trong máu. Trong khi các tế bào beta giúp giảm lượng đường trong máu, tế bào alpha làm ngược lại bằng cách sản xuất glucagon. Tuy nhiên, tế bào alpha linh hoạt: chúng có thể biến đổi thành tế bào beta. Trong trường hợp thiếu hụt tế bào beta suy yếu, tế bào alpha đã được chứng minh biến thành tế bào beta sản xuất insulin, với sự giúp đỡ của bộ điều chỉnh biểu sinh được gọi là Arx.

Tế bào nội tiết cần điều chỉnh để giữ tính đồng nhất của chúng. Ví dụ, các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng sau khi các tế bào nội tiết đã tách biệt, để cho tế bào beta duy trì tính đồng nhất của chúng, tế bào alpha chỉnh biểu sinh Arx cần được ngăn lại. Arx điều hòa nhiều gen quan trọng cho chức năng của tế bào alpha. Gen Arx tách khỏi dẫn đến sự biến đổi của tế bào alpha vào tế bào beta. Vì vậy, tại thời điểm này, nhóm nghiên cứu cần cho Arx biến đổi tế bào, nhưng không biết liệu có những yếu tố khác trong cơ thể con người có ảnh hưởng đến quá trình này.

Để làm rõ điều này, họ đã thiết thiết kế tế bào alpha và tế bào dòng beta, sau đó cách ly chúng khỏi môi trường. Phân tích các tế bào và chứng minh rằng sự thiếu Arx vẫn đủ để cung cấp cho tế bào alpha đồng nhất và không có các yếu tố được yêu cầu từ cơ thể con người.

Bây giờ, các nhà khoa học đã có thể kiểm tra những tác động của các loại thuốc được quy định ở tế bào alpha sử dụng mẫu đặc biệt đó là khảo nghiệm hoàn toàn tự động. Họ phát hiện ra rằng artemisinin - nhóm thuốc thường được sử dụng để điều trị sốt rét có tác dụng tương tự như thiếu Arx. Nói cách khác, artemisinin chuyển đổi tế bào alpha vào tụy, tế bào beta giống như sản xuất chức năng insulin.

Với nghiên cứu của chúng tôi, chúng ta có thể thấy rằng artemisinin và thay đổi chương trình biểu sinh của các tế bào alpha sản xuất glucagon, tạo ra sự thay đổi về chức năng sinh hóa của chúng. Điều này xảy ra là thông qua việc kích hoạt các thụ thể GABA. GABA là một neurotransmitter lớn được sản xuất bởi các tế bào đảo tụy beta. Nó hoạt động như máy phát trong các tế bào đảo tụy, nơi nó điều chỉnh sự bài tiết và chức năng của đảo tụy. Artemisinin định hình lại tế bào alpha bằng cách gắn vào một protein gọi là gephyrin. Protein này kích hoạt các thụ thể GABA, giống như nút nhấn của trung tâm tín hiệu tế bào. Vào cuối của một chuỗi dài các phản ứng sinh hóa, GABA kích thích việc sản xuất insulin.

Stefan Kubicek đã khẳng định việc GABA giúp biến đổi tế bào alpha vào tế bào beta ở trên chuột ở nghiên cứu trước đó. Tác dụng có lợi của artemisinin đã được thể hiện không chỉ trong các thí nghiệm dòng tế bào cô lập mà còn ở các sinh vật mẫu. Nhóm nghiên cứu cho thấy thuốc sốt rét tăng khối lượng tế bào beta và cải thiện cân bằng nội môi ở cá ngựa vằn và chuột.

Tiểu đường được xếp hạng là nguyên nhân thứ 7 về tử vong ở Hoa Kỳ, theo Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa dịch bệnh (CDC). CDC báo cáo rằng 29 triệu người Hoa Kỳ hiện đang sống với căn bệnh này, và 86 triệu người khác có chứng tiền tiểu đường.

Theo Vista.gov.vn