Нарушение развития поджелудочной железы и неонатальный диабет

Ученые из Хельсинского университета обнаружили механизм, благодаря которому изменение гена STAT3 приводит к нарушению развития поджелудочной железы и развитию диабета у детей. Мутация вызывает слишком быструю дифференциацию панкреатических клеток, которые производят глюкагон и инсулин. Результаты исследования были опубликованы в журнале «Cell Reports».
Неонатальный сахарный диабет или диабет у детей младше 6 месяцев представляет собой редкую форму, вызванную изменениями в строении генов, играющих ключевую роль в развитии и функционировании бета-клеток. Примерно в 50% таких случаев болезнь становится постоянной. На данный момент выявлено около 20 генов, ответственных за заболевание.
В отличие от диабета 1-го типа, пациенты с неонатальным сахарным диабетом, не имеют аутоантител. Однако недавно было обнаружено, что мутации, активирующие ген STAT3, могут привести к диабету новорожденных, который характеризуется сильным аутоиммунным явлением.
Установлено, что мутация, которая активирует ген STAT более интенсивно (K392R), вызывает самую тяжелую форму этого заболевания. Она была обнаружена в 2014 году у пациента с высокими уровнями антител бета-клеток при рождении и недоразвитой поджелудочной железой. Позднее врачи зафиксировали у него аутоиммунные проявления в различных органах.
В новом исследовании ученые рассмотрели влияние мутации STAT3 на развитие поджелудочной железы, используя индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), полученные из клеток кожи пациента.
ИПСК были дифференцированы в инсулоциты поджелудочной железы в пробирке. Перед дифференцировкой точечная мутация в клетках пациента была восстановлена при помощи редактирования генома CRISPR-CAS9. После этого стало возможным сравнить дифференцировку клеток пациента во время развития поджелудочной железы в двух типах генетически похожих клеток: больных, несущих мутацию болезни, и оздоровленных, после редактирования генома.
Оказалось, что мутированный STAT3-белок, вырабатываемый клетками пациента, привел к преждевременной дифференцировке панкреатических клеток-предшественников в эндокринные клетки, которые продуцируют инсулин или глюкагон. Это наблюдалось как в клеточных культурах, так и в клетках, трансплантированных мышам.
Результаты исследования показывают ранее неизвестное значение гена STAT3 в развитии поджелудочной железы и раннем начале диабета. Они свидетельствуют об успехе новых технологий стволовых клеток и методов редактирования генома, которые позволяют проводить высокоточный анализ механизмов, лежащих в основе мутаций болезни.
Источник: http://www.medicalnewstoday.com/releases/316927.php