I cellebiologiens lærebøker heter det at når vanlige celler først har fått en bestemt og spesialisert oppgave, kan denne ikke endres. Nå viser det seg at noen kapitler sannsynligvis må skrives om, takket være forskere ved blant annet Universitetet i Bergen (UiB).
Den nye studien deres viser nemlig at kroppens celler er mye mer fleksible enn antatt. Forskerne er blant de aller første som har klart å påvirke menneskecellers signaler, slik at de endrer sin hovedoppgave.
– Ved å påvirke de glukagonproduserende cellene i bukspyttkjertelen, fikk vi dem til å produsere insulin istedenfor. Dette kan føre til en ny behandling for diabetes på sikt, sier professor Helge Ræder på Klinisk institutt 2 ved UiB.
– Helt konkret sørger man for å overuttrykke bestemte transkripsjonsfaktorer som normalt kun er tilstede i insulinproduserende celler, men i studien slik at de overuttrykkes i de glukagonproduserende cellene. Transkripsjonsfaktorer styrer vanligvis cellenes genuttrykk-programmer, og således blir disse glukagonproduserende cellene omprogrammert til å lage insulin i stedet. Disse transkripsjonsfaktorene ble i studien overført til de glukagonproduserende cellene med såkalte adenovirus, som inneholder genene for disse transkripsjonsfaktorene, utdyper forskeren.
SAMARBEID MED SVEITS OG NEDERLAND
Studien er et samarbeid med forskere i Sveits og Nederland. Arbeidet ledes fra Universitetet i Genève. Det er totalt 17 forskere på prosjektet, hvorav fire er tilknyttet Universitetet i Bergen.
Samarbeid over grensene skjer blant annet gjennom samtaler, ved å sende biologisk materiale over grensene, eller ved at personer reiser over til det samarbeidende laboratoriet for å gjøre målrettet arbeid.
– Vårt samlede bidrag fra Bergen var å gjøre sentrale deler av karakteriseringsanalysene, dvs. undersøke gen- og proteinuttrykket for samtlige gener i materialet, og så gjøre de fortolkende bioinformatiske analysene. Selve musemodellene ble utviklet i Sveits, mens Nederland bisto med ekspertise i forhold til de immunologiske studiene. USA bidro med antistoffer samt de massespektrometriske proteinanalysene, forteller Ræder.
DIABETISKE MUS BLE FRISKE
Forskerne så blant annet at diabetiske mus ble friske når de transplanterte omprogrammerte menneskeceller inn i bukspyttkjertelen deres, men at de ble syke igjen da disse cellene ble fjernet etter en stund.
– Musene ble friske i løpet av en uke. Totalt beholdt musene transplantatet fra fire uker i et av eksperimentene før de ble fjernet til hele seks måneder i det lengstvarende eksperimentet, sier Ræder. Studien er publisert som full artikkel i det naturvitenskapelige tidsskriftet Nature. Førsteforfatter er Kenichiro Furuyama, genforsker ved Universitetet i Genève.
MOTSTANDSDYKTIGE CELLER
I tillegg til å få cellene i bukspyttkjertelen til å produsere insulin, viste det seg at disse også var langt mer motstandsdyktige mot immunforsvaret, som vanligvis angriper de insulinproduserende cellene hos pasienter med diabetes type 1.
– Dette betyr at vi sannsynligvis kan bruke pasientenes egne celler til behandling av diabetes, med lavere risiko for at de omprogrammerte insulinproduserende cellene blir utslettet etter en kort stund av grunnsykdommen, sier Ræder.
– I dag er det mulig å transplantere insulinproduserende celler fra døde donorer til diabetespasienter. Utfordringen er at man bare klarer å skaffe nok donorer til en liten brøkdel av pasientene.
SKRITTET MOT NY GENTERAPI
Ræder tror at den nye metoden ikke begrenser seg til å endre funksjonen til celler i bukspyttkjertelen. Han tror at cellefleksibiliteten gjelder for flere celler i kroppen og kan i så fall bidra til nye behandlingsformer for flere sykdommer.
– Den evnen som spesialiserte celler har til å endre sin funksjon, kan være viktig i behandlingen av andre sykdommer som skyldes celledød, som nevrologiske sykdommer, hjerteinfarkt og kreft, sier Ræder.
– Er det mulig å antyde hvor lang tid det kan ta før dette kan bli tilgjengelig for mennesker?
– Utfordringen er at vi ikke direkte og tilsvarende studien kan bruke adenovirus i mennesker. Det kan tenkes at man ender opp med å bruke medikamenter eller andre strategier i fremtiden, men hva fasit blir vet man ikke. Således er funnet først og fremst et «proof of principle» som nå venter på egnet overleveringsmetode i likhet med en rekke andre tilstander. Så kanskje får man muligheten til å låne «metoden» når denne finnes for en av de andre sykdommene. Når en trygg overleveringsmetode blir tilgjengelig er usikkert, jeg tør ikke å spå, men håper innen 10–20 år.
– Hvilken betydning kan denne forskningen får i fremtiden, for folk med diabetes?
– Forskningen kan potensielt medføre at alle insulintrengende diabetikere kan kureres for sin diabetes ved å ta de glukagonproduserende cellene i bruk. Dermed vil de potensielt slippe å bruke insulininjeksjoner og blodsukkermålinger, sier Ræder.
Ræders forskningsgruppe jobber også med et annet prosjekt relatert til diabetes. Her studerer forskerne hvordan man best kan gjøre stamceller om til insulinproduserende celler.
– Dette er et eget prosjekt, hvor vi allerede samarbeider med forskere i USA, og hvor vi har et samarbeid med forskere i Sveits og Nederland på gang om dette.
REFERANSE:
• Kenichiro Furuyama m.fl: Diabetes relief in mice by glucose-sensing insulinsecreting human α-cells. Nature. Februar 2019. DOI: doi.org/10.1038/ s41586-019-0942-8. Sammendrag.
Artikkelen er skrevet i samarbeid med universitetet i Bergen og er en utvidet versjon av en sak som ble først publisert på forskning.no. Les den opprinnelige artikkelen her.