آخرین مطالب

سلول های چربی رشد یافته در آزمایشگاه به دانشمندان در درک دیابت نوع 2 کمک می کند


سلول های چربی رشد یافته در آزمایشگاه به دانشمندان در درک دیابت نوع 2 کمک می کند

سلول چربی رشد یافته در آزمایشگاه با هسته‌هایی به رنگ آبی، سبز که ماسک سلولی تمام غشای سلولی را رنگ‌آمیزی می‌کند، و با رنگ قرمز ویژگی‌های متمایز سلول‌های چربی – قطرات چربی – رنگ‌آمیزی شده با لیپیدتوکس. اعتبار: مکس فریسن

در تحقیقی که در 17 ژوئن در مجله منتشر شد پیشرفت علممحققان در آزمایشگاه عضو مؤسس مؤسسه Whitehead، Rudolf Jaenisch، راهی برای ایجاد سلول‌های چربی ارائه کردند که می‌توان آن‌ها را برای نمایش سطوح مختلف حساسیت به انسولین تغییر داد.

سلول ها به طور دقیق متابولیسم انسولین سالم و همچنین مقاومت به انسولین را که یکی از نشانه های اصلی دیابت نوع 2 است، مدل می کنند. Jaenisch که همچنین استاد زیست شناسی در موسسه فناوری ماساچوست (MIT) است، می گوید: “من فکر می کنم این سیستم برای مطالعه مکانیسم های این بیماری واقعا مفید خواهد بود.”

مکس فریسن، محقق فوق دکتری در آزمایشگاه Jaenisch و نویسنده اول این مطالعه، گفت: «این واقعا هیجان انگیز است. این اولین باری است که می‌توانید از سلول‌های بنیادی انسانی استفاده کنید [fat cell] برای نشان دادن یک پاسخ واقعی به انسولین.”

چربی بدن – همچنین به عنوان بافت چربی شناخته می شود – برای تنظیم متابولیسم بدن شما ضروری است و نقش مهمی در ذخیره و آزادسازی انرژی ایفا می کند. هنگامی که سلول های چربی به نام آدیپوسیت ها با هورمون انسولین مواجه می شوند، قند را از خون می مکند و آن را برای استفاده در آینده ذخیره می کنند.

اما در طول سالیان متمادی، عواملی مانند ژنتیک، استرس، رژیم‌های غذایی خاص، یا هوا یا آب آلوده می‌توانند این روند را به اشتباه بیندازند و منجر به دیابت نوع 2 شوند. در این بیماری سلول های چربی و همچنین سلول های ماهیچه ها و کبد در برابر انسولین مقاوم می شوند و بنابراین قادر به تنظیم سطح قند خون نیستند.

ابزارهای مدل‌سازی دیابت در آزمایشگاه معمولاً بر روی موش‌ها یا سلول‌های موجود در ظرف پتری یا لوله آزمایش متکی هستند. هر دوی این سیستم ها مشکلات خاص خود را دارند. موش ها، اگرچه از برخی جهات با انسان قابل مقایسه هستند، اما متابولیسم کاملاً متفاوتی دارند و بیماری های دیابت انسانی مانند حمله قلبی را تجربه نمی کنند. و کشت سلولی در گذشته نتوانست نشانگرهای کلیدی دیابت را به روشی قابل مقایسه با بافت های انسانی تکرار کند.

به همین دلیل است که فریسن و اندرو خلیل، یکی دیگر از فوق دکترا در آزمایشگاه Jaenisch، تصمیم به ایجاد یک مدل جدید کردند. محققان کار خود را با سلول های بنیادی پرتوان انسانی آغاز کردند. این سلول‌ها شکل‌دهنده‌های بدن هستند – با توجه به شرایط مناسب، می‌توانند ویژگی‌های خاص تقریباً هر نوع سلول انسانی را در نظر بگیرند. آزمایشگاه Jaenisch در گذشته از آنها برای تکثیر سلول های کبد، سلول های مغزی و حتی تومورهای سرطانی استفاده کرده است.

آنها تصمیم گرفتند روش موجود را برای تمایز سلول های پرتوان به سلول های چربی بهینه سازی کنند. این پروتکل سلول‌هایی را ایجاد کرد که شبیه سلول‌های چربی بودند، اما این سلول‌ها شرایط سیگنال‌دهی انسولین سالم یا مقاومت به انسولین را که در بدن انسان در دیابت نوع 2 مشاهده می‌شد، بازسازی نکردند. هنگامی که سلول های چربی سالم در بدن انسان با انسولین مواجه می شوند، با خارج کردن گلوکز از جریان خون پاسخ می دهند. این سلول‌های چربی ساخته‌شده در آزمایشگاه این کار را نمی‌کردند، مگر اینکه محققان سطح انسولین را تا هزار برابر بیشتر از سطحی که تاکنون در انسان مشاهده شده بود، افزایش دهند. “مصرف گلوکز [in response to normal levels on insulin] فریسن گفت که واقعاً عملکرد اصلی یک سلول چربی است، بنابراین اگر مدل نتواند این کار را انجام دهد، هر چیزی در پایین دست از نظر تحقیقات بیماری نیز کارساز نخواهد بود.”

فریزن و خلیل تعجب کردند که آیا حساسیت کم سلول های چربی رشد یافته در آزمایشگاه به انسولین می تواند محصول شرایطی باشد که در آن رشد کرده اند. فریسن گفت: “ما فکر کردیم که شاید این اتفاق می افتد زیرا ما به آنها یک محیط کشت مصنوعی، با انواع مکمل های اضافی که ممکن است پاسخ متابولیک آنها را مهار می کنند، تغذیه می کنیم.”

فریسن و خلیل تصمیم گرفتند از روشی به نام رویکرد طراحی آزمایش‌ها استفاده کنند که به محققان اجازه می‌دهد تا نقش عوامل مختلف را در یک نتیجه خاص بررسی کنند. با آگاهی از این رویکرد، آنها نزدیک به 30 ترکیب رسانه ای مختلف ایجاد کردند که هر کدام دارای سطوح کمی متفاوت از مواد اصلی مانند گلوکز، انسولین، فاکتور رشد IGF-1 و آلبومین، پروتئین موجود در سرم خون است.

محیطی که بهترین عملکرد را داشت دارای غلظت انسولین و گلوکز بود که مشابه سطوح بدن انسان بود. هنگامی که در این محیط جدید رشد کردند، سلول ها به غلظت های بسیار پایین تری از انسولین واکنش نشان دادند، درست مانند سلول های بدن. فریسن گفت: “پس این سلول چربی سالم ماست.” در ادامه می‌خواهیم ببینیم که آیا می‌توانیم از این یک مدل بیماری بسازیم، تا آن را تبدیل به یک سلول چربی مقاوم به انسولین کنیم، همانطور که در پیشرفت دیابت نوع 2 مشاهده می‌کنید.»

برای حساسیت زدایی از سلول ها، آنها رسانه ها را برای مدت کوتاهی با انسولین پر کردند. این باعث می شود سلول ها نسبت به هورمون حساسیت کمتری داشته باشند و به طور مشابه به سلول های چربی دیابتی یا پیش دیابتی در یک فرد زنده پاسخ دهند.

سپس محققان می‌توانند نحوه واکنش سلول‌ها به این تغییر را مطالعه کنند – مثلاً سلول‌های مقاوم به انسولین چه ژن‌هایی را بیان می‌کنند که سلول‌های سالم بیان نمی‌کنند – تا ژنتیک اساسی مقاومت به انسولین را کشف کنند. فریسن می‌گوید: «ما شاهد تغییرات کوچکی در بسیاری از ژن‌هایی بودیم که متابولیسم را تنظیم می‌کنند، بنابراین به نظر می‌رسد که به کمبود متابولیسم یا میتوکندری سلول‌های مقاوم به انسولین اشاره می‌کند. این چیزی است که ما می‌خواهیم در آینده دنبال کنیم – بفهمیم که چه مشکلی در متابولیسم آنها وجود دارد و سپس امیدواریم چگونه آن را برطرف کنیم.

اکنون که آنها این مدل جدید را برای مطالعه مقاومت به انسولین در سلول های چربی ایجاد کرده اند، محققان امیدوارند که روش های مشابهی را برای سایر سلول های مبتلا به دیابت ایجاد کنند. فریسن گفت: به نظر می رسد با تغییراتی بتوانیم این روش را در سایر بافت ها نیز اعمال کنیم. در آینده، امیدواریم که این امر منجر به ایجاد یک سیستم یکپارچه برای تمام بافت‌های مشتق شده از سلول‌های بنیادی، از جمله کبد، ماهیچه‌های اسکلتی، و سایر انواع سلول‌ها شود تا پاسخ انسولین واقعاً قوی به دست آید.»


مقصر کاهش اثربخشی انسولین شناسایی شد


اطلاعات بیشتر:
ماکس فریسن و همکاران، توسعه یک مدل مقاومت فیزیولوژیکی به انسولین در سلول های چربی مشتق شده از سلول های بنیادی انسانی، پیشرفت علم (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abn7298

ارائه شده توسط موسسه وایتهد برای تحقیقات زیست پزشکی

نقل قول: سلول های چربی رشد یافته در آزمایشگاه به دانشمندان در درک دیابت نوع 2 کمک می کند (2022، 20 ژوئن) در 21 ژوئن 2022 از https://medicalxpress.com/news/2022-06-lab-grown-fat-cells-scientists-diabetes.html بازیابی شده است.

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.