Generation of pancreatic beta cell-like insulin-producing cells from induced pluripotent stem cells

Abstract

ÖZET Amaç: Uyarılmış pluripotent kök hücrelerden (uPKHler) pankreatik beta hücresi benzeri insülin üreten hücre (İÜH) oluşturulmasını hedefleyen çalışmalar, diyabette beta hücre yıkımının/disfonksiyonunun telafisini amaçlamaktadır. Pankreas veya adacık transplantasyonları, yetersiz donör sayısı ve immun baskılama gerekliliği gibi dezavantajlarla ilişkilendirilmektedir. Ekzojen insülin uygulamasının da, hayat kurtarıcı nitelikte olmasına rağmen optimal düzelme sağlayamadığı, ve muhtemel uzun dönem komplikasyonları engelleyemediği bilinmektedir. Bireylerin kendi hücrelerinden elde edilen uPKHlerden oluşturulan İÜHlerden sınırsız beta hücre kaynağı elde edilebilme olasılığı ve immun baskılama gerekliliğinin ortadan kalkma/azalma potansiyeli heyecan yaratmaktadır; ancak optimum düzeyde etkin ve daha güvenli yaklaşımların gerekliliği de bilinmektedir. Çalışmamızda, iyileştirilmiş bir protokolle uPKHlerden beta hücre-benzeri İÜHler elde edebilmeyi hedefledik. Yöntem: İÜH eldesinde, beta hücre oluşum sürecinde anahtar sinyal yollarını aktive ettiği bilinen spesifik küçük moleküller ve diyabette koruyucu etkisi gösterilmiş olan TNF-Related Apoptosis-Inducing Ligand (TRAIL) molekülünü kullandık. uPKHlerin karakterizasyonları, morfolojik kriterlerin ve pluripotensinin doğrulanması ve mikoplazma analizi ile gerçekleştirildi. İÜH eldesindeki üç farklı aşama (definitif endoderm, pankreatik farklılaşma, ve beta hücresi benzeri İÜHlere farklılaşma), spesifik belirteçler için immunositokimyasal boyamalar ve insülin salınımının belirlenmesi için insülin ELISA analizi ile doğrulandı. Bulgular: Spesifik küçük moleküllerin ve sTRAIL'ın kullanıldığı bir protokolle insan uPKHlerinden İÜHler elde ettik. İÜH oluşumundaki farklı aşamalar, Sox17 ve FoxA2 (definitif endoderm); PDX-1 ve insülin (pankreatik farklılaşma); ve PDX-1, insülin, NeuroD1, Pax6 ve Islet-1 (İÜHlere farklılaşma) ekspresyonları ile doğrulandı. sTRAIL uygulaması ile insülin salınımında önemli artış gözlendi. Sonuç: Çalışmamızda kullandığımız kombine protokol, insülin salınımının sTRAIL ile artırıldığı güçlendirilmiş bir yaklaşım olarak yararlı olabilir.