Diferenciace pankreatických kmenových buněk na β-buňky produkující inzulín.

Abstract

Diabetes mellitus (DM) je závažné a časté metabolické onemocnění s rostoucí prevalencí. Jeho současná léčba nedokáže zabránit pozdním komplikacím, a proto je nutné hledat nové terapeutické postupy. V experimentech zaměřených na buněčnou léčbu DM v rámci disertační práce "Diferenciace pankreatických kmenových buněk na β-buňky produkující inzulín" jsme se zabývali hledáním nových zdrojů pro získání tkáně produkující inzulín, které by mohly být použity k transplantační náhradě. Na základě postupného testování řady postupů jsme nakonec vypracovali definitivní protokol pro transdiferenciaci exokrinních buněk pankreatu na buňky produkující inzulín pomocí třech klíčových transkripčních faktorů, a sice Pdx1, Neurogenin3 a MafA, dodávaných ve formě syntetické mRNA. S podporou růstových a epigenetických faktorů jsme ve 4 nezávislých experimentech získali transdiferenciací 14.3 ± 1.9% inzulín pozitivních buněk. Navíc tyto buňky byly schopné významně reagovat na zvýšení hladiny glukózy (z 2.5 na 20 mmol/l glukózy) sekrecí inzulínu (z 842 ± 72 na 1 157 ± 58 pg inzulín/µg DNA/ml; n=5) a depolarizačního činidla KCl (30 mmol/l) z 863 ± 78 na 1 025 ± 66 pg inzulín/µg DNA/ml (n=5). Originálním transdiferenciačním postupem jsme tedy prokázali, že exokrinních buňky mohou být jedním z možných zdrojů pro buněčnou...

Diabetes mellitus (DM) is a severe and frequent disease with increasing prevalence. It is not possible to achieve long term cure without late complications. Recent advances in cell fate modifications open a pathway to alternative cell therapies for DM cure. My doctoral thesis "Differentiation of pancreatic stem cells into insulin producing β- cells" is focused on the development of a new source of insulin secreting cells for transplantation. Combinatorial testing of numerous potential transcription factors and epigenetic modifiers resulted in a final protocol for the reprogramming pancreatic of exocrine cells into insulin secreting cells. The key transcriptional factors TF (Pdx1, Ngn3 a MafA) were applied in the form of synthetic mRNA. In four independent experiments we applied transcriptional factors in a specific sequence, thus obtaining 14.3 ± 1.9 % insulin positive cells. When challenged in vitro by the glucose levels of 2.5 and 20 mmol/l glucose, respectively, these cells exhibited glucose-sensitivity of insulin secretion (842 ± 72 and 1 157 ± 58 pg insulin/µg DNA/ml, n=5). They also demonstrated a sensitivity of insulin secretion (863 ± 78 and 1 025 ± 66 pg insulin/µg DNA/ml, n=5) to the concentration of depolarization agent KCl applied at 0 and 30 mmol/l, respectively together with 2.5...