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A pesquisa nova pode ajudar desafios superados na pesquisa do diabetes

Os cientistas centrados sobre encontrar melhores tratamentos ou curas para os tipos 1 ou o diabetes 2 estão dolorosa cientes de limitações actuais, incluindo ter que usar o tecido animal nos estudos que frequentemente não traduzem às experimentações humanas.

Pesquisa nova o 29 de junho publicado em comunicações da natureza podia ajudar pesquisadores a superar alguns dos desafios os mais grandes de tomar a pesquisa do diabetes do laboratório às experimentações humanas e à clínica.

Usando uma tecnologia desenvolvida primeiramente na universidade da Faculdade de Medicina de Miami Miller junto com uma aproximação patenteada escola de Miller para aumentar o oxigenação de tecidos cultivados, os pesquisadores poderão provavelmente conduzir a regeneração do tempo real e a revelação estuda no pâncreas humano.

Encontrar poderia conduzir aos tratamentos que regeneram seu próprio pâncreas sem a necessidade para a transplantação, de acordo com o Juan superior Domínguez-Bendala autor, Ph.D., director da revelação da célula estaminal para a pesquisa translational e professor adjunto do estudo da cirurgia no instituto de investigação do diabetes, universidade da Faculdade de Medicina de Miami Miller.

O Dr. Bendala explicou que nos povos que têm o tipo - 1 diabetes, próprio sistema imunitário do corpo mata beta pilhas, ou pilhas da ilhota, no pâncreas que fazem a insulina. Os doutores têm para que as pilhas fornecedoras transplantadas anos da ilhota reabasteçam aquelas pilhas.

Mas há uns desafios à aproximação. Um é uma escassez dos doadores para a transplantação do órgão. Outro é quando transplantar as pilhas da ilhota é possível, o corpo de receptor rejeitará provavelmente as pilhas fornecedoras a menos que o receptor immunosuppressed. O Immunosuppression, sozinho, conduz às complicações.

As duas colunas de nossa pesquisa são reabastecer as pilhas da ilhota que foram perdidas e para parar então a auto-imunidade, que é a causa subjacente da doença. Nós igualmente estamos interessados em usar a regeneração endógena.

Nós encontramos que há umas células estaminais pancreáticos que nós chamamos ancestral porque têm comprometido já para se transformar parte do tecido pancreático. Finalmente, nós queremos induzi-los para replicate e causar pilhas deprodução novas dentro do paciente, em vez de transplantar beta pilhas de uma fonte externo.”

Juan Domínguez-Bendala, Ph.D., estuda o autor superior e o professor adjunto da cirurgia, instituto de investigação do diabetes, universidade da Faculdade de Medicina de Miami Miller

As fatias pancreáticos humanas são as fatias muito finas do pâncreas que mantêm junto a arquitetura natural do órgão, incluindo as ilhotas tão necessárias.

“As ilhotas nestas fatias são cercadas pelas pilhas acináceas, que fazem os sucos digestivos no pâncreas, e mais importante os canais, onde nós encontramos as células estaminais do ancestral que podem causar beta pilhas novas,” Dr. Bendala disseram. “É por isso estas fatias são uma ferramenta muito poderosa para estudar o órgão. É como se você teve um indicador no pâncreas vivo.”

O problema quando estudar o processo regenerative em fatias pancreáticos humanas for que o tecido dura somente um par dias antes de desintegrar e de morrer.

O Dr. Bendala e colegas determinou que a razão principal para a morte celular nas fatias era uma falta do oxigênio. O pâncreas é um órgão muito vascularized, e cortando o eliminam seu fluxo sanguíneo.

O Dr. Bendala e co-autor no papel Ricardo Pastori das comunicações da natureza, Ph.D., professor da pesquisa da medicina, a imunologia, e a microbiologia e o director do laboratório de biologia molecular no instituto de investigação do diabetes, contornou o problema colocando fatias pancreáticos humanas em um dispositivo que da cultura inventou que usasse uma membrana do perfluorocarbon (PFC).

“PFC é um composto que seja tão rico no oxigênio que você pode o respirar em seu formulário líquido,” Dr. Bendala diga. “Nós publicamos neste dispositivo e mostramos que as ilhotas sobrevivem e funcionam muito melhor quando nós as cultivamos em PFC. E quando nós diferenciamos células estaminais em beta pilhas, o processo ocorre muito mais eficientemente quando você as põe em PFC.

“Não era nenhuma surpresa que quando nós colocamos as fatias pancreáticos humanas na membrana de PFC a que sobreviveram e fizeram muito melhor do que controlamos. Nós poderíamos mantê-los vivos por aproximadamente 2 semanas, alguns foram enquanto 3 semanas, e eram inteiramente - funcional durante esse tempo.”

Manter fatias pancreáticos humanas vivas para aquela longa é uma descoberta principal na pesquisa do diabetes, especialmente na área da regeneração da pilha da ilhota, disse.

“Você precisa um modelo quando você estuda a regeneração. Tradicional nós usamos o modelo do rato, e, infelizmente o que acontece nos ratos no laboratório frequentemente não filtra para fora nos seres humanos, o” Dr. Bendala disse. “Este trabalho é revolucionário porque usando estas fatias pancreáticos humanas nós podemos testemunhar e monitorar a regeneração em um modelo humano que se assemelhe a um órgão real. Isso não era possível antes porque o tecido simplesmente não viveu o suficiente.”

Os pesquisadores da escola de Miller igualmente testaram uma molécula chamada BMP-7, que mostraram em estudos precedentes para actuar como o combustível às células estaminais. Mostraram neste papel que BMP-7 pode induzir a proliferação de ancestral pancreáticos em fatias pancreáticos humanas.

“Quando nós adicionamos BMP-7 às fatias pancreáticos humanas, nós poderíamos detectar pilhas do ancestral ativar, proliferar e então causar beta pilhas novas. Nós poderíamos ver que acontecendo antes de nossos olhos mesmos,” disse.

O facto de que o estudo igualmente incluiu o tecido do tipo humano - 2 e tipo - pacientes de 1 diabético faz-lhe mais muito mais provável que a pesquisa facilitará o progresso aos ensaios clínicos humanos.

“Eu retirei uma etapa quando eu vi este pela primeira vez. Esta era uma fatia pancreático humana viva de um paciente que passasse 10 dias há,” ele disse. “Eu não poderia ajudar mas pensar, imagino se nós tínhamos feito este no paciente se ou estavam ainda vivo? É realmente poderosa.”

O Dr. pratos PFC-baseados enviados Bendala sem custos para diversos outros centros que conduzem a pesquisa do diabetes, assim que poderiam estudar a aproximação e potencial replicate os resultados. Entretanto, o Dr. Bendala e os colegas da escola de Miller estão seleccionando moléculas diferentes de BMP-7 para ver se tem o potencial criar beta pilhas novas induzindo ancestral ou induzindo a réplica de beta pilhas pre-existentes.

O objetivo é ter uma terapia a apresentar ao FDA às beta pilhas do produto dentro de alguns anos.

“Estas tecnologias acelerarão extremamente nossa capacidade para decidi-lo o que está indo trabalhar nos ensaios clínicos,” disseram.

Source:
Journal reference:

Qadir, M. M. F., et al. (2020) Long-term culture of human pancreatic slices as a model to study real-time islet regeneration. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-17040-8.