Diabetes tipe 1: Semakin mendekati pengobatan yang menghasilkan sel insulin baru
Penelitian terbaru telah membuat terobosan baru dalam pencarian pengobatan diabetes tipe 1 yang menghasilkan sel pembuat insulin.
Ilmuwan dari Universitas Kopenhagen di Denmark dan Helmholtz Zentrum München di Neuherberg, Jerman telah memetakan sinyal yang menentukan nasib sel nenek moyang di pankreas.
Sel yang belum matang ini dapat berkembang menjadi sel pulau kecil yang membuat insulin atau jenis sel lainnya.
Jurnal Alam menampilkan makalah tentang temuan.
Penelitian ini mengungkapkan bahwa sel-sel progenitor pankreas memantul dan lingkungan terdekatnya, atau matriks ekstraseluler, memainkan peran yang kuat dalam menentukan nasib mereka.
“Kami sekarang telah mampu,” kata Prof Henrik Semb, penulis senior dan direktur Institut Penelitian Sel Punca Translasional di Helmholtz Zentrum München, “untuk memetakan sinyal yang menentukan apakah sel-sel nenek moyang pankreas akan menjadi endokrin, seperti insulin- memproduksi sel beta, atau sel saluran. "
Diabetes tipe 1 dan sel pulau
Insulin adalah hormon yang membantu sel menyerap glukosa dan menggunakannya untuk menghasilkan energi.
Diabetes berkembang ketika kadar gula darah tubuh terlalu tinggi. Ini bisa terjadi karena tidak ada cukup insulin (diabetes tipe 1) atau karena sel tidak dapat menggunakannya dengan benar (diabetes tipe 2).
Angka tahun 2015 dari Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit (CDC) menunjukkan bahwa sekitar 30,3 juta orang di Amerika Serikat menderita diabetes tahun itu. Sekitar 5 persen dari mereka mengidap diabetes tipe 1, membutuhkan perawatan insulin setiap hari.
Diabetes tipe 1 berkembang ketika sistem kekebalan menghancurkan sel-sel penghasil insulin di pankreas.
Sel-sel ini ada dalam kelompok yang disebut pulau Langerhans, yang mengandung beberapa jenis sel yang membuat hormon. Yang membuat insulin disebut sel beta.
Studi terbaru difokuskan pada sel progenitor. Sel yang belum matang ini adalah "keturunan awal" dari sel induk.
Seperti sel induk, sel progenitor dapat menjadi satu atau lebih jenis sel. Tidak seperti sel punca, mereka tidak dapat terus membelah dan bereproduksi tanpa batas waktu. Selain itu, sel progenitor dapat matang menjadi jenis sel yang lebih terbatas daripada sel induk.
Sel-sel nenek moyang 'terus-menerus' bergerak
Sel nenek moyang sulit dipelajari karena tidak diam. “Mereka terus bergerak di dalam pankreas yang sedang berkembang, menyebabkan perubahan lingkungan yang sering terjadi,” kata Prof. Semb.
Dia membandingkan sel dengan pinball yang memantul di mesin - "skor akhir didasarkan pada jumlah pertemuan pin".
Untuk memeriksa bagaimana setiap nenek moyang menanggapi lingkungannya tanpa gangguan sel lain, dia dan rekan-rekannya mengambil nenek moyang yang dikembangkan dari sel induk manusia dan memasukkannya ke dalam slide kaca yang berisi pola mikro protein matriks.
Prof Semb mengatakan bahwa para peneliti sangat terkejut dengan apa yang mereka temukan.
Mereka menemukan bahwa interaksi yang berbeda dengan komponen dalam matriks ekstraseluler mengubah "keadaan gaya mekanis dalam nenek moyang".
“Gaya-gaya ini dihasilkan dari interaksi antara matriks ekstraseluler, yang berada di luar sel, dan sitoskeleton aktin, yang berada di dalam sel,” tambahnya.
Endokrin atau sel duktus?
Dengan bantuan eksperimen lebih lanjut, tim menemukan bahwa paparan berbagai protein dalam matriks ekstraseluler memandu nenek moyang menuju nasib mereka dengan cara yang berbeda.
Bergantung pada kekuatan yang terlibat, sel progenitor menjadi sel saluran atau sel pulau penghasil hormon (endokrin).
“Eksperimen menunjukkan bahwa paparan matriks laminin ekstraseluler menginstruksikan sel-sel nenek moyang menuju takdir endokrin dengan mengurangi kekuatan mekanis di dalam sel,” jelas Prof Semb.
“Sebaliknya, paparan fibronektin menghasilkan nasib saluran karena peningkatan gaya mekanis,” tambahnya.
“Penemuan kami membuka jalan baru karena menjelaskan bagaimana sel progenitor multipoten matang menjadi jenis sel yang berbeda selama pembentukan organ.”
Prof. Henrik Semb
Temuan tim akan membantu menginformasikan perkembangan pengobatan yang membuat sel penghasil insulin dari sel induk.
“Kami sekarang dapat mengganti sejumlah besar zat yang diturunkan secara empiris, yang mode kerjanya dalam protokol diferensiasi mutakhir sebagian besar tidak diketahui, dengan penghambat molekul kecil yang menargetkan komponen spesifik dari jalur pensinyalan mekanis yang baru diidentifikasi,” Prof. Semb komentar.
Dia menambahkan bahwa penelitian tersebut juga telah menyediakan seperangkat alat rekayasa presisi yang dapat berguna dalam mengembangkan perawatan penggantian sel, tidak hanya untuk diabetes tipe 1 tetapi juga untuk kondisi parah lainnya, seperti penyakit neurodegeneratif.
Dalam video Helmholtz Zentrum München, Prof Semb meringkas penelitian dan menjelaskan peran penting matriks ekstraseluler dalam menentukan nasib sel-sel pankreas yang belum matang.
