На кафедре экспериментальной медицины (CIRM) под руководством проф. Юрия Захарова разработаны и внедряются в медицинскую практику, в том числе на собственной клинической базе, новые методы клеточной терапии. Клеточная терапия сахарного диабета 1 типа имеет высокий потенциал, но в ряде случаев ответ на лечение не удается получить быстро. Одна из проблем — это гетерогенность клеточного материала.
Трансплантация островковых клеток (ITx) продемонстрировала подтверждение концепции того, что заместительная терапия β-клетками может улучшить гликемический контроль у пациентов с диабетом. Ограниченное количество доноров остается основным препятствием для широкого распространения ITx, а плюрипотентные стволовые клетки представляют собой возобновляемый источник для генерации островков, полученных из стволовых клеток (островков SC). Плюрипотентные стволовые клетки могут воспроизводить эмбриональное развитие и генерировать предшественников поджелудочной железы (ПП), которые могут далее дифференцироваться in vivo и обращать вспять диабет. В качестве альтернативы, ПП могут далее дифференцироваться по пути β-клеток и генерировать островки SC in vitro. Основной проблемой, препятствующей клиническому использованию островков SC, является гетерогенность образующихся клеток, что приводит к пролиферативным популяциям неэндокринных клеток. Для устранения нецелевых популяций и обеспечения клинической трансляции необходимы протоколы, повышающие эффективность дифференцировки островков PP или SC.Сортировка, дезагрегация и повторная агрегация клеток, а также редактирование генов были исследованы для удаления нецелевых популяций клеток, но эти подходы приводят к значительной потере клеток и экономически нецелесообразны. Оптимизация протокола дифференциации для обеспечения активации путей, приводящих к панкреатическому и эндокринному обязательству, имеет важное значение. Предварительные исследования показали, что ингибитор AKT AT7867 может вызывать пролиферацию клеток PDX1 + NKX6.1 +
AT7867 — мощный пероральный ингибитор AKT и киназы p70 S6, который вызывает фармакодинамические изменения и подавляет рост ксенотрансплантата человеческой опухоли. Ингибитор перспективен в клинической онкологии www.aacrjournals.org/mct/article/9/5/1100/173574/AT7867-Is-a-Potent-and-Oral-Inhibitor-of-AKT-and
В эксперименте исследована характеристика клеток PP, полученных путем добавления AT7867 к ранее уже используемому протоколу дифференциации на уровне транскриптов и белков, а также оценка потенциала клеток PP, обработанных AT7867, к созреванию in vivo и обращению вспять диабета у мышей. Добавление AT7867 во время дифференциации PP значительно увеличивает долю клеток PDX1 + NKX6.1 + GP2 + без изменения общего выхода клеток или пролиферации, что в сочетании с повышением регуляции генов приверженности PP и PEP и снижением регуляции генов плюрипотентности предполагает, что AT7867 вызывает дифференциацию клеток PP, а не пролиферацию. Кроме того, наши результаты показывают, что трансплантация высокочистых клеток PP, измеренных как >90% PDX1 + NKX6.1 + GP2 +, приводит к ускоренному обратному развитию диабета после трансплантации и созревания in vivo. Увеличение количества PDX1 + NKX6.1 + является результатом улучшенной дифференциации, а не пролиферации. Следует отметить, что, несмотря на повышенные уровни эндокринных генов, обработанные AT7867 PPs еще не привержены эндокринной линии, о чем свидетельствует отсутствие экспрессии белка CHGA; эти клетки обладают потенциалом для генерации протоковых, ацинарных и эндокринных популяций, что отражается в высокой экспрессии CK19 , SOX9 и CHGA, а также наличии протоков in vivo . Добавление AT7867 приводит к своевременной индукции NEUROG3 с последующей экспрессией зрелых эндокринных маркеров. Ранее было описано, что преждевременная эндокринная стимуляция (CHGA) в сочетании с PDX1 и NKX6.1 вызывает отход клеток от линии β-клеток и приводит к образованию полигормональных клеток in vivo. Повышение эффективности дифференциации и, следовательно, увеличение массы ПП привели к ускорению реакции инсулина, стимулированной глюкозой, и более быстрому обращению вспять диабета, что демонстрирует важность создания высокочистых ПП.
Таким образом, AT7867 — новая молекула, которая улучшает эффективность дифференциации in vitro человеческих iPSC в клетки PP. После почечной субкапсулярной трансплантации AT7867 PP способны к созреванию in vivo в моногормональные функциональные клетки с ускоренным обращением диабета. Потенциал масштабирования этого протокола с использованием VWB представляет собой шаг к клиническому переводу клеточной терапии, полученной из плюрипотентных стволовых клеток, для лечения диабета. www.cell.com/stem-cell-reports/fulltext/S2213-6711(23)00407-1