Генная терапия и сахарный диабет
Ученые нашли способ раз и навсегда восстановить нормальный уровень сахара у больных инсулинозависимым сахарным диабетом с помощью генной терапии.
Новый метод может оказаться оптимальным решением для миллионов людей во всем мире, причем в перспективе и для пациентов с более частым сахарным диабетом II типа.
Доктор Джордж Гиттес, профессор хирургии и педиатрии в Школе медицины Питтсбургского университета (США), опубликовал результаты своей работы в журнале Cell Stem Cell.
Инсулинозависимый, или сахарный диабет I типа – хроническое аутоиммунное заболевание, которым страдает около 1 000 000 жителей Российской Федерации.
Иммунная система, которая обычно разрушает микробы и посторонние вещества, ошибочно атакует бета-клетки поджелудочной железы и нарушает выработку инсулина. В результате этой аутоиммунной реакции ткани теряют способность усваивать глюкозу, ее содержание в крови существенно возрастает, развиваются тяжелые осложнения.
Со временем сахарный диабет I типа оказывает разрушительное влияние на жизненно важные органы. Диабет ведет к поражению сердца и кровеносных сосудов, почек, глаз и ступней, слизистых оболочек и периферических нервов, осложнениям беременности.
Чтобы помочь больным отказаться от инъекций экзогенного инсулина, американские ученые предложили восстановить нормальный уровень сахара с помощью генной терапии.
В экспериментах на мышах с индуцированным диабетом I и II типа это удалось.
Несколько лет назад в Америке начали пересаживать бета-клетки, чтобы восстановить выработку эндогенного (собственного) инсулина. Но барьером на пути лечения стала аутоиммунная реакция, которая продолжает разрушать клеточный аппарат и сводит на нет успехи врачей.
Доктор Гиттес и его сотрудники разработали терапию, которая обеспечивает организм достаточным количеством инсулина. Без участия пораженных бета-клеток. Вместо того чтобы воевать с иммунной системой, ученые решили пойти в обход: перепрограммировать другие типы клеток на выработку инсулина.
Преимущество метода в том, что на клеточном уровне новый инсулинпродуцирующий аппарат отличается от обычных бета-клеток, а потому не станет жертвой иммунитета хозяина.
Альфа-клетки стали бета-клетками
Был разработан аденовирусный вектор, доставляющий два белка – Pdx1 и MafA – в клетки поджелудочной железы мышей. Протеины Pdx1 и MafA индуцируют пролиферацию и созревание бета-клеток, в конечном итоге превращая альфа-клетки в инсулинпродуцирующие бета-клетки.
Анализ трансформированных альфа-клеток продемонстрировал почти полное перепрограммирование в функциональные бета-клетки.
По словам доктора Гиттеса, у мышей с сахарным диабетом уровень сахара в крови восстанавливается примерно через 4 месяца на фоне генной терапии.
Более того, удалось доказать возможность аналогичной трансформации человеческих альфа-клеток в бета-клетки. Правда, пока только in vitro, без участия живых людей.
«Генная терапия с вирусным вектором позволяет создавать совершенно новые инсулинпродуцирующие клетки из клеток другого типа. Это позволяет избежать аутоиммунной реакции, раз и навсегда решив проблему сахарного диабета. Новые клетки сильно отличаются от старых, но функционируют не хуже», – прокомментировал доктор Гиттес.
Будущее лечения диабета – в генной терапии
Сегодня мы разрабатываем новые гипогликемические препараты и инсулиновые помпы, пересаживаем ткани поджелудочной и пытаемся подавить иммунитет.
Но решение проблемы видится более простым.
Аденовирусный вектор, активно применяемый в генной терапии, легко доставляется в поджелудочную железу с помощью малоинвазивной эндоскопической процедуры. Со временем вирус внедряет в наши ткани новый ген, а синтез инсулина увеличивается.
Тем не менее авторы предупреждают, что наблюдаемая у мышей защита оказалась временной: четыре месяца в мышином организме соответствуют нескольким годам у людей. Как много значат несколько лет без ежедневных уколов? Спросите любого диабетика.
«Это исследование является первым примером однократного вмешательства в патогенез аутоиммунного диабета, которое нормализует уровень сахара. Что еще более важно, без иммуносупрессии и других осложнений», – говорят авторы.
Проект считается приоритетным: в ближайшие несколько лет будет проведено клиническое испытание, которое докажет состоятельность генной терапии сахарного диабета.
А пока авторы переходят к исследованиям уникальной методики на нечеловекообразных обезьянах. В случае успеха университет начнет переговоры с FDA.
Константин Моканов: магистр фармации и профессиональный медицинский переводчик
Источник
Актуальность проблемы
Диабет 1 типа является хроническим аутоиммунным заболеванием. Иммунная система, которая обычно борется с микроорганизмами и инородными веществами, ошибочно начинает атаковать бета-клетки, продуцирующие инсулин, что приводит к повышению уровня сахара в крови. Со временем диабет 1 типа поражает функцию основных органов и может вызывать заболевания сердечно-сосудистой системы, повреждение нервов, почек, глаз и др.
Ученые разрабатывают лечение диабета 1 типа, которое сохраняет и восстанавливает функцию бета-клеток. Одним из препятствий этого лечения является то, что новые клетки, которые возникают при бета-заместительной терапии, вероятно, также будут уничтожены иммунной системой. Чтобы преодолеть это препятствие, исследователи предположили, что другие аналогичные клетки могут быть перепрограммированы так, чтобы вести себя как бета-клетки и продуцировать инсулин, но чтобы их не узнавала и не разрушала иммунная система.
Материалы и методы исследования
Ученые спроектировали аденоассоциированный вирус, который доставлял два белка — Pdx1 и MafA к поджелудочной железе мыши. Pdx1 и MafA поддерживают пролиферацию, функцию и созревание бета-клеток и могут превращать альфа-клетки в бета-клетки, которые продуцируют инсулин.
Альфа-клетки были идеальным кандидатом для перепрограммирования. Они подобно бета-клеткам расположены в поджелудочной железе, что способствует процессу перепрограммирования. Анализ трансформированных альфа-клеток показал почти полное перепрограммирование клеток на бета-клетки.
Результаты научной работы
Георг Гиттес (George Gittes) показал, что у мышей с диабетом уровень глюкозы в крови восстанавливается примерно за 4 месяца с помощью генной терапии. Исследователи также обнаружили, что Pdx1 и MafA трансформируют альфа-клетки человека в бета-клетки в пробирках.
«Вирусная генная терапия создает новые инсулин-продуцирующие клетки, которые относительно устойчивы к аутоиммунной атаке», — объясняет доктор Гиттес. «Это связано с тем, что эти новые клетки немного отличаются от нормальных клеток инсулина».
В настоящее время векторы аденоассоциированного вируса изучаются в исследованиях генной терапии человека и могут быть доставлены в поджелудочную железу с помощью не хирургической эндоскопической процедуры. Тем не менее, исследователи предупреждают, что защита, наблюдаемая у мышей, не была постоянной, а 4 месяца восстановления уровней глюкозы у мыши «могли бы перевести к нескольким годам у людей».
Авторы другого исследования утверждают, что генная терапия поможет вылечить серповидноклеточную анемию.
Оригинал статьи
https://medicalinsider.ru/news/mozhet-l … y-v-krovi/
Ссылка на научную статью на английском
https://www.cell.com/cell-stem-cell/full … 34-5909(17
)30472-1
Добавлено спустя 3 минуты 33 секунды:
Считаю генную терапию наиболее перспективной технологией в медицине.
Другая терапия “Генная терапия наследственных заболеваний сетчатки”
уже получила одобрение FDA.
https://www.fda.gov/BiologicsBloodVacci … 589507.htm
Ген RPE65 отвечает за формирование световых рецепторов глаз, но если человеку достанется его дефектная копия, это вызовет амавроз Лебера или пигментный ретинит. Оба заболевания выражаются в ухудшении зрения и риске слепоты. Спасением может стать генная терапия. Компания Spark Therapeutics разработала метод лечения под названием Luxturna. Его суть заключается во внедрении в глаз вирусов, несущих здоровые копии гена RPE65.
Терапия, уже одобренная управлением по санитарному надзору США (FDA), может значительно улучшить зрение. К сожалению, ее цена колоссальна — $850 000 за процедуру. Тем не менее, Luxturna — это настоящий прорыв в медицине, ведь генная терапия может помочь как в борьбе с наследственными болезнями, так и с раком, большинство случаев которого начинаются с повреждения ДНК.
Оригинал новости на русском
https://hightech.fm/2018/01/19/big-medical-advancements
Всем здоровья, терпения и хорошей гликемии !
За это сообщение автора ДмитрийСПБ поблагодарили: 2
Nitza (05 фев 2018, 18:42) • tushkan (01 фев 2018, 11:59)
Источник
Фармакологическая индукция стимулированной глюкозой секреции инсулина, например, для преодоления резистентности при сахарном диабете 2-го типа, отличается недостаточным физиологическим ритмом регуляции гликемии.
В экспериментах с культурами β-клеток, которые экспрессируют фоточувствительную аденилатциклазу, ранее была доказана возможность глюкозостимулированной секреции инсулина, в следствии потенциации клеточной активности световыми импульсами.
Однако, оставались неизвестным возможности фотоактивации аденилатциклазы с последующим усилением секреции инсулина в регуляции диабетических состояний и инсулинорезистентности.
Узнайте в статье на estet–portal.com насколько перспективны методы генной инженерии в лечении сахарного диабета.
- Исследования генетически модифицированных β-клеток в лечении сахарного диабета
- Современные методы лечения сахарного диабета в зависимости от типа заболевания
- Оптогенетика − новое терапевтическое направление в лечении сахарного диабета
Исследования генетически модифицированных β-клеток в лечении сахарного диабета
В недавнем исследовании научные сотрудники кафедры химической и биологической инженерии Университета Тафтса (Department of Chemical and Biological Engineering, Tufts University), США, сообщили о результатах успешной трансплантации генетически модифицированных β-клеток лабораторным животным с моделируемым сахарным диабетом с последующей индукцией синтеза ими инсулина под влиянием фотостимулов.
Читайте нас в Instagram!
Регуляция эндокринной активности панкреатических клеток световыми импульсами позволила повысить уровень секреции инсулина в 2-3 раза, не прибегая к методам фармакологического вмешательства.
Первые выводы доклинических экспериментов позволили ученым предположить о возможности будущего применения такого метода для компенсации пониженной инсулиновой реакции у лиц с предиабетическими состояниями и для лечения сахарного диабета.
Основные подходы к терапии метаболического синдрома
Современные методы лечения сахарного диабета в зависимости от типа заболевания
Инсулин – гормон, который играет центральную роль в регуляции гликемии.
По данным Центра контроля и профилактики заболеваний (Centers for Disease Control and Prevention), США, в настоящее время около 30 млн американцев имеют подтвержденный диагноз сахарного диабета.
Сахарный диабет 2-го типа − наиболее распространенная форма заболевания, при которой наблюдается нечувствительность клеток организма к инсулину, вследствие чего уровень глюкозы в крови может достигать опасно высоких показателей, при этом компенсаторные возможности поджелудочной железы прогрессивно снижаются.
При сахарном диабете 1-го типа наблюдаются процессы аутоиммунной деструкции панкреатических β-клеток, что приводит к абсолютной инсулиновой недостаточности.
Современные методы лечения сахарного диабета предусматривают применение лекарственных средств, которые усиливают продукцию инсулина β-клетками поджелудочной железы, или прямую заместительную терапию инсулином, которая дополняет физиологический синтез гормона.
Каждый из возможных вариантов регуляции уровня глюкозы крови является механическим процессом, при котором фармакологическое вмешательство с применением пероральных лекарственных средств или введением инсулина происходит после периодических измерений гликемии.
Вместе с тем именно механический подход является основным источником неконтролируемых колебаний уровня глюкозы в крови с последующим развитием длительных негативных последствий.
Как уровень кортизола влияет на качество жизни человека
Оптогенетика − новое терапевтическое направление в лечении сахарного диабета
В представленном исследовательском проекте авторы преследовали цель разработки нового способа активации синтеза инсулина, сохраняя при этом важную связь в режиме реального времени между высвобождением инсулина и концентрацией глюкозы в крови.
Достижения этого стало возможным благодаря возможностям оптогенетики − генетического подхода с использованием протеинов, которые меняют свою активность по требованию, реагируя на световые импульсы.
Учитывая этот аспект, исследователи сконструировали β-клетки с геном, который экспрессирует фоточувствительную аденилатциклазу.
Активность аденилатциклазы приводит к повышению уровня циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) при воздействии синего света, влияние которого, в свою очередь, способствует стимулируемом глюкозой синтеза инсулина в β-клетках.
Установлено, что синтез инсулина может расти до 2-3 раз, но только в условиях высоких уровней глюкозы крови. При незначительной гликемии продукция инсулина остается низкой.
Такое воздействие позволяет предотвратить и избежать общих недостатков лечения при сахарном диабете за счет передозировки инсулина и дальнейшего снижения уровня глюкозы крови до опасно низких значений.
Что способствует развитию сахарного диабета 1 типа
По результатам экспериментального исследования установлено, что проведение подкожной трансплантации модифицированных β-клеток лабораторным грызунам с моделируемым сахарным диабетом способствует улучшению толерантности и регуляции уровня глюкозы, снижению показателей гликемии и повышению уровня инсулина в плазме крови при воздействии импульсов синего света.
Представленный метод демонстрирует возможности лучшего контроля и поддержки надлежащих показателей гликемии без дополнительных фармакологических вмешательств.
Таким образом клетки синтезируют инсулин естественным путем, поддерживая постоянный ритм функциональной активности регуляторных контуров.
Акцентируя внимание на значении проведенного исследования, авторы указали на то, что возможности оптогенетических подходов, основанных на активности светочувствительных белков, сейчас изучаются во многих физиологических системах и эффективно стимулируют усилия по разработке терапевтических направлений лечения сахарного диабета.
Источник
Ученые нашли способ раз и навсегда восстановить нормальный уровень сахара у больных инсулинозависимым сахарным диабетом с помощью генной терапии.
Новый метод может оказаться оптимальным решением для миллионов людей во всем мире, причем в перспективе и для пациентов с более частым сахарным диабетом II типа.
Доктор Джордж Гиттес, профессор хирургии и педиатрии в Школе медицины Питтсбургского университета (США), опубликовал результаты своей работы в журнале Cell Stem Cell.
Инсулинозависимый, или сахарный диабет I типа – хроническое аутоиммунное заболевание, которым страдает около 1 000 000 жителей Российской Федерации.
Иммунная система, которая обычно разрушает микробы и посторонние вещества, ошибочно атакует бета-клетки поджелудочной железы и нарушает выработку инсулина. В результате этой аутоиммунной реакции ткани теряют способность усваивать глюкозу, ее содержание в крови существенно возрастает, развиваются тяжелые осложнения.
Со временем сахарный диабет I типа оказывает разрушительное влияние на жизненно важные органы. Диабет ведет к поражению сердца и кровеносных сосудов, почек, глаз и ступней, слизистых оболочек и периферических нервов, осложнениям беременности.
Чтобы помочь больным отказаться от инъекций экзогенного инсулина, американские ученые предложили восстановить нормальный уровень сахара с помощью генной терапии.
В экспериментах на мышах с индуцированным диабетом I и II типа это удалось.
Несколько лет назад в Америке начали пересаживать бета-клетки, чтобы восстановить выработку эндогенного (собственного) инсулина. Но барьером на пути лечения стала аутоиммунная реакция, которая продолжает разрушать клеточный аппарат и сводит на нет успехи врачей.
Доктор Гиттес и его сотрудники разработали терапию, которая обеспечивает организм достаточным количеством инсулина. Без участия пораженных бета-клеток. Вместо того чтобы воевать с иммунной системой, ученые решили пойти в обход: перепрограммировать другие типы клеток на выработку инсулина.
Преимущество метода в том, что на клеточном уровне новый инсулинпродуцирующий аппарат отличается от обычных бета-клеток, а потому не станет жертвой иммунитета хозяина.
Альфа-клетки стали бета-клетками
Был разработан аденовирусный вектор, доставляющий два белка – Pdx1 и MafA – в клетки поджелудочной железы мышей. Протеины Pdx1 и MafA индуцируют пролиферацию и созревание бета-клеток, в конечном итоге превращая альфа-клетки в инсулинпродуцирующие бета-клетки.
Анализ трансформированных альфа-клеток продемонстрировал почти полное перепрограммирование в функциональные бета-клетки.
По словам доктора Гиттеса, у мышей с сахарным диабетом уровень сахара в крови восстанавливается примерно через 4 месяца на фоне генной терапии.
Более того, удалось доказать возможность аналогичной трансформации человеческих альфа-клеток в бета-клетки. Правда, пока только in vitro, без участия живых людей.
«Генная терапия с вирусным вектором позволяет создавать совершенно новые инсулинпродуцирующие клетки из клеток другого типа. Это позволяет избежать аутоиммунной реакции, раз и навсегда решив проблему сахарного диабета. Новые клетки сильно отличаются от старых, но функционируют не хуже», – прокомментировал доктор Гиттес.
Будущее лечения диабета – в генной терапии
Сегодня мы разрабатываем новые гипогликемические препараты и инсулиновые помпы, пересаживаем ткани поджелудочной и пытаемся подавить иммунитет.
Но решение проблемы видится более простым.
Аденовирусный вектор, активно применяемый в генной терапии, легко доставляется в поджелудочную железу с помощью малоинвазивной эндоскопической процедуры. Со временем вирус внедряет в наши ткани новый ген, а синтез инсулина увеличивается.
Тем не менее авторы предупреждают, что наблюдаемая у мышей защита оказалась временной: четыре месяца в мышином организме соответствуют нескольким годам у людей. Как много значат несколько лет без ежедневных уколов? Спросите любого диабетика.
«Это исследование является первым примером однократного вмешательства в патогенез аутоиммунного диабета, которое нормализует уровень сахара. Что еще более важно, без иммуносупрессии и других осложнений», – говорят авторы.
Проект считается приоритетным: в ближайшие несколько лет будет проведено клиническое испытание, которое докажет состоятельность генной терапии сахарного диабета.
А пока авторы переходят к исследованиям уникальной методики на нечеловекообразных обезьянах. В случае успеха университет начнет переговоры с FDA.
Константин Моканов: магистр фармации и профессиональный медицинский переводчик
Источник