الكشف عن مسارات علاجية محتملة لمرض السكري

كان من الصعب للغاية دراسة المجموعة المتميزة من الخلايا البطانية التي تبطن الأوعية الدموية في "جزر البنكرياس" المنتجة للأنسولين في الإنسان.

لكن الباحثين في طب وايل كورنيل نجحوا الآن في تفصيل الخصائص الفريدة لهذه الخلايا بشكل شامل.

ويساهم الأطلس الناتج في تعزيز الأبحاث الأساسية حول بيولوجيا البنكرياس ويمكن أن يؤدي إلى استراتيجيات علاجية جديدة لمرض السكري وأمراض البنكرياس الأخرى.

تفاصيل الدراسة

في الدراسة التي نشرت في مجلة Nature Communications، ابتكر الباحثون مجموعة من الأساليب لعزل الخلايا البطانية التي تسمى ISECs (الخلايا البطانية الخاصة بالجزر) وتحديد ملامحها بسرعة من بنكرياس المتبرع.

توفر خلايا ISEC دعمًا بالغ الأهمية لوظائف الجزر ولكنها تموت بسرعة كبيرة عند فصلها عن البنكرياس باستخدام تقنيات عزل الخلايا القياسية.

بفضل نهجهم المبسط للغاية، تمكن الباحثون، لأول مرة، من تحليل أعداد كبيرة من خلايا ISEC، ورسم خرائط لتوقيعاتها الجزيئية وتفاعلاتها مع أنواع أخرى من خلايا البنكرياس.

قال المؤلف المشارك الكبير ديفيد ريدموند: "إن مجموعة البيانات التي أنشأناها في هذه الدراسة هي الأولى التي تلتقط التنوع الكامل للخلايا البطانية في البنكرياس، ونتوقع أن تكون موردًا مهمًا لمجموعة البحث الخاصة بنا والعديد من المجموعات الأخرى".

المؤلف الرئيسي الآخر هو الدكتور شاهين رافي، رئيس قسم الطب التجديدي.

ورغم أن التوقيعات الجزيئية الدقيقة لخلايا ISEC لم تكن معروفة، فقد حصل العلماء على أدلة تشير إلى أن هذه الخلايا تدعم نضوج خلايا الجزر ونشاط إفراز الأنسولين وبقائها، وهي مهمة أيضًا للبقاء على قيد الحياة على المدى الطويل لزراعة خلايا الجزر ـ والتي نادرًا ما تستخدم لعلاج مرض السكري من النوع الأول بسبب المضاعفات المناعية ولكنها قد تكون علاجًا إذا تم التغلب على العقبات الحالية.

بالنسبة للدراسة، حصلت المؤلفة الأولى الدكتورة ريبيكا كريج شابيرو، على 3 بنكرياس مجهولة الهوية من متبرعين متوفين.

وقالت كريج شابيرو: "بفضل نهجنا الجديد، وباستخدام ما كان معروفًا بالفعل عن خلايا ISEC، تمكنا من عزل ومعالجة هذه الخلايا بأعداد كبيرة جدًا - أكثر من 30 ألف خلية - بالإضافة إلى حوالي 75 ألف خلية بنكرياسية أخرى، والحفاظ عليها جميعًا قابلة للحياة لفترة كافية لإجراء تسلسل الحمض النووي الريبي للخلية الواحدة".

وقد مكنت بيانات تسلسل الحمض النووي الريبي، التي توفر لقطات لنشاط الجينات في كل خلية، الباحثين من تحديد التوقيعات المميزة لنشاط الجينات في خلايا ISECs وكذلك خلايا البنكرياس الأخرى بما في ذلك الخلايا البطانية من الجزء غير الجزري من البنكرياس.

قال المؤلف المشارك كيفن تشين، وهو فني أبحاث في مختبر رافي: "باستخدام بيانات تسلسل الحمض النووي الريبي لدينا، تمكنا أيضًا من تحديد الخلايا الداعمة التي تتواصل مع خلايا ISEC والخلايا البطانية الأخرى في حجرات البنكرياس الخاصة بها".

على الرغم من أن الدراسات السابقة على خلايا البنكرياس كانت غير مكتملة، وخاصة بالنسبة لخلايا ISEC، وجد الباحثون أن البيانات السابقة تتطابق إلى حد كبير مع نتائجهم أينما تداخلت.

قال المؤلف المشارك جي لي، وهو باحث مشارك في مختبر رافي: "لقد تمكنا من دمج بياناتنا مع ثلاث مجموعات بيانات أخرى منشورة، وهو ما أكد بشكل كبير نتائجنا وأدى إلى إنشاء أطلس خلوي أكثر اكتمالًا".

وبما أن جزر البنكرياس هي المكان الذي يتم فيه إنتاج الأنسولين، فهي أيضًا محور رئيسي لأبحاث مرض السكري.

وباستخدام البيانات الجديدة، جنبًا إلى جنب مع مجموعات البيانات الموجودة حول نشاط الجينات في أنسجة البنكرياس المصابة بمرض السكري، قام الباحثون بفهرسة الجينات البطانية ومسارات الإشارات التي يبدو أنها معطلة في مرض السكري - وقد تكون أهدافًا للعلاجات المستقبلية.

وقال رافي "يمنحنا هذا الأطلس الشامل أساسًا قويًا لتطوير استراتيجيات لاستعادة وظيفة خلايا ISEC والخلايا الأخرى في مرض السكري وأمراض البنكرياس الأخرى".