Клетки кишечника можно использовать для лечения диабета, ожирения и желудочно-кишечных заболеваний
Энтероэндокринные клетки обладают большим весом. Составляя всего около 1 процента клеток кишечника, они вырабатывают в совокупности около 15 различных гормонов. Они не только регулируют работу кишечника и пищеварение, но и влияют на такие метаболические функции, как секреция инсулина и регуляция аппетита.
Новая технологическая платформа, разработанная в Бостонской детской больнице, может стать основой для использования энтероэндокринных (ЭЭ) клеток для лечения диабета, ожирения и желудочно-кишечных заболеваний, таких как воспалительные заболевания кишечника и синдром раздраженного кишечника. Описанная в журнале Nature Communications, платформа предназначена для поиска лекарств, которые могут увеличить количество ЭЭ, заставить их производить больше необходимых гормонов или и то, и другое.
"Интерес к использованию стволовых клеток кишечника человека и ЭЭ клеток для лечения заболеваний уже давно проявляется", - отметил Дэвид Брео, доктор медицины, доктор философии, заместитель заведующего отделением эндокринологии Бостонской детской больницы. "Но эта область все еще находится в стадии зарождения. Это откроет новые пути для открытий".
Брео является основателем и директором Gastrointestinal Organoid Core, базирующегося совместно в отделениях эндокринологии и гастроэнтерологии Бостонской детской больницы. Он и ведущий исследователь исследования Дэниел Зив, доктор медицины, доктор философии, получили ткани из биопсий кишечника пациентов Бостонской детской больницы, которые хранились в биохранилище, а также у взрослых пациентов с заболеваниями ЖКТ в Массачусетской больнице общего профиля.
Из образцов пациентов исследователи выделили кишечные крипты - "долины" между кишечными ворсинками, где находится множество кишечных стволовых клеток. Из кишечных стволовых клеток они создали органоиды - трехмерные мини-органы, повторяющие биологию двенадцатиперстной и прямой кишки. В этих местах находится относительно большое количество гормонпродуцирующих клеток. Затем эти органоиды стали платформой для систематического тестирования библиотек лекарств.
"Мы пробовали различные малые молекулы с целью получения большего количества клеток ДПК и/или большего количества гормонов", - сказал Зеве, лечащий врач-эндокринолог и сотрудник лаборатории Брео.
Система выявила три химических вещества, которые в различных комбинациях стимулировали образование клеток ЭЭ и производство шести различных гормонов: соматостатина, серотонина, глюкозозависимого инсулинотропного полипептида (ГИП), холецистокинина, пептида YY и глюкагоноподобного пептида-1 (ГЛП-1).
Хотя другие исследователи пытались увеличить популяцию клеток EE, новые протоколы более эффективны и позволяют избежать необходимости использования генетических методов. Брео и Зив подали заявку на патент США и теперь надеются расширить масштабы своей платформы для высокопроизводительного тестирования лекарств. Их цель - найти одобренные FDA соединения, которые обладают таким же действием, как и их малые молекулы.
Они особенно заинтересованы в поиске перорального препарата, который позволит людям с диабетом 1 типа вырабатывать инсулин или поможет людям с ожирением сбросить вес, заставив их вырабатывать GLP-1, который регулирует аппетит и потребление пищи. Препараты, имитирующие активность GLP-1, были недавно одобрены для снижения веса и часто назначаются при диабете 2 типа. Однако они имеют побочные эффекты, включая тошноту, рвоту, диарею, запоры, повышенный риск респираторных инфекций, головные боли и, возможно, панкреатит.
Брео и Зеве также могут исследовать препараты, вызывающие выработку GIP, холецистокинина и пептида YY для лечения диабета и контроля веса.
"Конечной целью было бы найти лекарство, вызывающее секрецию сразу нескольких гормонов", - заключил Зеве. "Это, скорее всего, имитирует то, что происходит в организме после приема пищи. И это может предотвратить побочные эффекты, которые могут возникнуть при избыточной выработке только одного гормона".
