از دست رفتن سلول های بتا در دیابت نوع یک درنهایت منجر به وابستگی انسولین و مشکلات عمده ای می شود که مدیریت آنها از طریق تزریقات انسولین نیز مشکل است. با توجه به مشکلات مربوط به مصرف طولانی مدت انسولین، هم اکنون سلول درمانی به عنوان درمانی جایگزینی که ممکن است روزی درمان این بیماری محسوب شود، مورد توجه می باشد. پس از گذشت 10 سال، آزمایشات پیوند سلول های ناحیه islet نشان داده اند که بازسازی عملکرد سلول های بتا در بیماران دیابتی نوع یک امکانپذیر است و حداقل به طور موقت از وابستگی بیماران به انسولین می کاهد. موفقیت این آزمایشات گرچه هنوز به حد مناسب نرسیده است اما اثبات می کند که سلول درمانی یک روش مناسب برای درمان دیابت است. دسترسی محدود به دهنده های سلول های ناحیه islet باعث شد تا تحقیقاتی برای جستجوی منبع جایگزینی از سلول های بتا برای اهداف سلول درمانی انجام گیرد و تلاش های بسیاری از محققان بر روی چالش بدست آوردن چنین سلول های از سلول های بنیادی پرتوان القایی (hiPSCs) و سلول های بنیادی جنینی انسانی (hESCs) متمرکز شده است. پس از گذشت پنج سال، پیشرفت های مهمی در درک مسیرهای پیام رسانی صورت گرفته است که تکامل رده های سلولی از سلول های بنیادی پرتوان انسانی (hPSCs) را کنترل می کنند و در نتیجه، امروزه تولید سلول های انسولین ساز از هر دو منبع hESCs و hiPSCs ممکن شده است. درحالیکه این پیشرفت ها بسیار قابل توجه هستند، اما چالش های مهمی هنوز وجود دارند چراکه اکثر سلول های انسولین سازی که تحت این شرایط تولید می شوند، ناکارآمد و چند هورمونی هستند که مشابه ظهور جمعیت چندهومورنی شناخته شده در جنین اولیه در طول فاز تکامل پانکرانس تحت عنوان جمعیت گذرا می باشد. سلول های بتای کارآمد که در طول فاز دوم یا گذرای تکامل پانکرانس ظهور می کنند، از hESCs تولید می شوند اما تنها پس از پیوند سلول های مرحله پروژنیتوری به موش های فاقد سیستم ایمنی قابل ردیابی هستند. با این موفقیت، چالش کنونی ما تعیین مسیرهایی است که تکوین و کامل شدن این جمعیت گذرای ثانویه از hPSCs و نثبیت شرایطی برای تولید سلول های بتای کارآمد در شرایط In vitro می باشد. 

Generation of beta cells from human pluripotent stem cells: Potential for regenerative medicine.

Nostro MC, Keller G.

Source

McEwen Centre for Regenerative Medicine, University Health Network, Toronto, Ontario M5G 1L7, Canada.

Abstract

The loss of beta cells in Type I diabetes ultimately leads to insulin dependence and major complications that are difficult to manage by insulin injections. Given the complications associated with long-term administration of insulin, cell-replacement therapy is now under consideration as an alternative treatment that may someday provide a cure for this disease. Over the past 10 years, islet transplantation trials have demonstrated that it is possible to replenish beta cell function in Type I diabetes patients and, at least temporarily, eliminate their dependency on insulin. While not yet optimal, the success of these trials has provided proof-of-principle that cell replacement therapy is a viable option for treating diabetes. Limited access to donor islets has launched a search for alternative source of beta cells for cell therapy purposes and focused the efforts of many investigators on the challenge of deriving such cells from human embryonic (hESCs) and induced pluripotent stem cells (hiPSCs). Over the past five years, significant advances have been made in understanding the signaling pathways that control lineage development from human pluripotent stem cells (hPSCs) and as a consequence, it is now possible to routinely generate insulin producing cells from both hESCs and hiPSCs. While these achievements are impressive, significant challenges do still exist, as the majority of insulin producing cells generated under these conditions are polyhormonal and non functional, likely reflecting the emergence of the polyhormonal population that is known to arise in the early embryo during the phase of pancreatic development known as the 'first transition'. Functional beta cells, which arise during the second phase or transition of pancreatic development have been generated from hESCs, however they are detected only following transplantation of progenitor stage cells into immunocompromised mice. With this success, our challenge now is to define the pathways that control the development and maturation of this second transition population from hPSCs, and establish conditions for the generation of functional beta cells in vitro.