2016 m. Pitsburgo universiteto mokslininkai Ph.D. Dr. Farzad Esni ir Ph.D. Jing Hu atliko eksperimentą su pelėmis, kurių metu jie pašalino vieną iš dviejų geno, koduojančio fermentą, vadinamą židinine adhezijos kinaze (FAK), kopijų. ). Jie domėjosi FAK vaidmeniu sergant kasos vėžiu, tačiau netikėtas atradimas nukreipė tyrimą visai kita kryptimi.
„Kasa atrodė keistai, beveik taip, lyg ji mėgintų atsinaujinti po traumos“, – sakė Esni, Pitto chirurgijos docentas ir UPMC Hillmano vėžio centro bei McGowan regeneracinės medicinos instituto narys.
Dar keisčiau, kad kasos ląstelių grupė išreiškė ir insuliną, ir amilazę. Normalioms pelėms ir žmonėms cukraus kiekį kraujyje reguliuojantį hormoną insuliną gamina beta ląstelės, o amilazę, virškinimo fermentą, gamina acinarinės ląstelės. Acinarinių ir beta ląstelių funkcijos yra labai skirtingos, todėl nebuvo prasmės, kad ląstelių grupė atrodė kaip šių dviejų derinys.
„Buvo trys galimi paaiškinimai, ką matėme pelėse mutantose“, – sakė Esni. „Tai galėjo būti tiesiog mūsų eksperimento artefaktas, beta ląstelės galėjo pradėti gaminti amilazę arba acinarinės ląstelės galėjo pradėti gaminti insuliną – tai būtų šventasis gralis.
Esni ir jo komanda iš tikrųjų suklupo ant šio šventojo gralio. Naujame Gamtos komunikacijos Mokslininkai parodė, kad FAK slopinantis vaistas, kuris buvo tiriamas gydant vėžį, pavertė acinarines ląsteles į insuliną gaminančias (ADIP) ląsteles ir padėjo reguliuoti diabetu sergančių pelių ir vieno nežmoginio primato gliukozės kiekį kraujyje.
Išvados rodo, kad FAK inhibitoriai gali būti naujas būdas pakeisti insulino terapiją diabetu sergantiems pacientams. Be pakankamai insulino, pacientams, sergantiems cukriniu diabetu, gresia hiperglikemija arba didelis cukraus kiekis kraujyje, kuris gali pažeisti kraujagysles ir organus bei sukelti širdies priepuolius, insultą ir kitas rimtas komplikacijas.
Norėdami ištirti ADIP ląstelių poveikį gyvūnų diabeto modeliui, mokslininkai iš dalies arba visiškai sunaikino gyvūnų beta ląsteles maža arba didele junginio, vadinamo streptozotocinu, doze, imituojančia diabetą. Tada jie gydė peles 3 savaičių geriamojo FAK slopinančio vaisto, vadinamo PF562271, arba placebu.
FAK inhibitoriais gydomos pelės atgavo apie 30% pradinės beta ląstelių masės, o gydymas iš dalies pagerino hiperglikemiją. Šie rezultatai išliko iki eksperimento pabaigos po kelių savaičių, o tai rodo, kad vienkartinis gydymas gali turėti ilgalaikės naudos diabeto kontrolei.
Grupė taip pat ištyrė FAK inhibitoriaus poveikį vienam nežmoginiam primatui. Po to, kai keturios makakos gavo diabetą sukeliantį streptozotociną, joms reikėjo nuo 5 iki 20 vienetų insulino per dieną, kad sureguliuotų gliukozės kiekį kraujyje. Tada mokslininkai vieną iš šių diabetinių makakų gydė 3 savaičių FAK inhibitorių kursu. Po šešių savaičių gyvūno insulino poreikis sumažėjo 60%, o tai stabilus pagerėjimas tęsėsi be papildomo gydymo iki eksperimento pabaigos po keturių mėnesių.
Idėja paskatinti acinarines ląsteles gaminti insuliną nėra nauja, tačiau FAK inhibitoriai gali turėti sklandesnį transliacijos kelią nei genetiniai metodai, nes vaistas jau buvo išbandytas 1 fazės vėžio tyrimuose. Jis taip pat skiriamas per burną, o tai yra paprastesnė nei sudėtingos genetinės priemonės, apimančios svetimų genų virusinį pristatymą arba genus įjungiančius genetinius veiksnius.
„Funkciniu požiūriu ADIP ląstelės turėtų būti panašios į insuliną gaminančias ląsteles, gautas iš acinarinių ląstelių, tačiau svarbus skirtumas yra tas, kad mūsų ląstelės iš tikrųjų įsiskverbė į jau egzistuojančias kasos saleles, kuriose paprastai yra beta ląstelės“, – sakė Esni. „Mūsų ląstelės gali pasinaudoti salelių aplinka, kur jos turi prieigą prie kraujagyslių, kad galėtų stebėti gliukozės kiekį, todėl jos yra daug stipresnės.”
Tikėdamiesi pradėti klinikinį tyrimą FAK inhibitoriui tirti diabetu sergantiems pacientams, Esni ir jo komanda dabar planuoja ilgalaikius eksperimentus su pelėmis, siekdami išsiaiškinti hiperglikemijos kontrolės trukmę po vieno vaisto vartojimo ciklo pelių modeliuose. 1 ar 2 tipo diabetas. Jie taip pat tiria FAK slopinimo poveikį žmonių donorų kasos audiniuose.