Vai embrionālās cilmes šūnas jebkad kaut ko izārstēs?

Kad viņa dēlam Semam sešu mēnešu vecumā atklāja 1. tipa cukura diabētu, Dags Meltons bija neticīgs. Es atceros, ka naktī mēs ar sievu sadurām viņam papēdi un sakām: 'Nē, tas nevar būt, tas nevar būt,' viņš saka. Bija sajūta, ka esam zaudējuši loterijā.

Vēlāk viņa meita saņems tādu pašu diagnozi. Līdz tam Meltons jau bija pametis to, ko viņš darīja — Hārvardā pētīja varžu olas, — un sācis savā laboratorijā no jauna audzēt aizkuņģa dziedzera šūnas. Aizkuņģa dziedzera beta šūnas tiek nogalinātas 1. tipa cukura diabēta gadījumā, un Meltons uzskatīja, ka varētu tās aizstāt, izmantojot jaunus audus, kas ražoti no embriju cilmes šūnām.

Meltona centieni, iesaistot 30 cilvēku laboratoriju Hārvardā un jaunuzņēmumu Semma Therapeutics, kuru viņš nosauca savu bērnu Sema un Emmas vārdā, ir viens no dārgākajiem un ilgstošākajiem centieniem pārvērst cilmes šūnas transplantējamos audos. Meltons atzīst, ka ir bijis pilns ar viltus startiem un strupceļiem. Viņš saka, ka sabiedrība noteikti nenovērtē, ka liela daļa zinātnes ir neveiksme.

Patiesībā neviena biotehnoloģijas joma nav solījusi vairāk un nav devusi mazāk ārstēšanas veidu nekā embriju cilmes šūnas. Tikai daži pētījumi ar cilvēkiem ir veikti bez ievērojamiem rezultātiem. Šūnas, kas izņemtas no IVF embrijiem, spēj attīstīties jebkura cita veida audos organismā, un tāpēc tās sola neierobežotu rezerves audu piegādi.

Izklausās vienkārši, bet tā nav bijis. Meltonam un viņa komandai bija vajadzīgi 15 gadi, lai atklātu katru molekulāro soli, kas nepieciešams, lai cilmes šūnu pierunātu aizkuņģa dziedzera beta šūnā, kas spēj uztvert glikozi un izdalīt insulīnu. Receptē tiek izmantots ķīmisko vielu kokteilis un trīsdimensiju inkubācijas sistēma, augstas vērpšanas kolbas, kurās tiek pagatavots kaut kas līdzīgs tumši sarkanam Gatorade, kas 30 dienu laikā var virzīt cilmes šūnu diferenciāciju pilnībā funkcionējošās beta šūnās.

Šī gada sākumā Meltons bija beidzot var parādīt viņš sešus mēnešus varēja kontrolēt glikozes līmeni peļu asinīs, izmantojot cilvēka beta šūnu transplantātus. Viņš domā, ka var to paveikt cilvēkiem un pagarināt terapeitisko efektu līdz gadam, un šis mērķis ir uzticēts Semmai, kas izstrādā implantējamu maisiņu, lai turētu un aizsargātu šūnas.

Dags Meltons

Pēdējo divu gadu laikā Semma ir piesaistījusi nedaudz mazāk par 50 miljoniem USD no riska kapitāla uzņēmumiem, Kalifornijas cilmes šūnu aģentūras un korporatīvajiem partneriem, tostarp Novartis un Medtronic. Viljams Salmans, Hārvardas Biznesa skolas profesors, kurš ir Semmas padomē, saka, ka cilvēki ir gatavi eksperimentiem ieguldīt ļoti lielas naudas summas. Viens iemesls: pasaules insulīna tirgus pārsniedz 30 miljardus USD gadā. Testa sloksnes un monitori to var dubultot.

Tā kā 1. tipa cukura diabēta slimnieki ķermeņi uzbrūk aizkuņģa dziedzera šūnām, kas regulē glikozes līmeni asinīs, pastāvīgi mēra cukura līmeni asinīs ar pirkstu dūrieniem un vairākas reizes dienā injicē insulīnu. Viņu dzīvi var saīsināt vairāk nekā desmit gadus . Varētu gandrīz teikt, ka šūnu terapija ir dabisks risinājums, saka Meltons. Tas nav tehnoloģiskais risinājums. Tas nav Google risinājums. Tas ir dabas risinājums problēmai. Jūs sniedzat trūkstošo šūnu.

Tomēr vairāki uzņēmumi mēģina rast tehnisko risinājumu, izmantojot elektroniku, lai izveidotu mākslīgu aizkuņģa dziedzeri, kas apvieno nepārtrauktu glikozes monitoru, insulīna sūkni un sensoru ar algoritmu, lai kontrolētu dozēšanu. Medtronic tuvojas FDA apstiprinājumam ar vienu šādu slēgta cikla sistēmu; tā viedtālruņa izmēra MiniMed 670G pirmajos izmēģinājumos darbojās labi . Viens no Google māsas uzņēmumiem Verily ir viņš pats attīstot glikozes sensoru kontaktlēcas un īpaši plāni sensori.

Aizkuņģa dziedzera šūnu kolba, kas iegūta no cilvēka embrijiem. Šūnu sagatavošanas recepte ilga 15 gadus.

Sandjego bāzētā ViaCyte, sadarbojoties ar Johnson & Johnson, bija pirmā, kas izmēģināja aizkuņģa dziedzera šūnas, kas iegūtas no embrijiem cilvēkiem. Tā ir izveidojusi implantējamu nenobriedušu šūnu paketi, kas, tā cer, atšķirsies organismā, un pagājušajā gadā atklāja klīnisko izpēti, lai pārbaudītu šo ideju.

Semma arī uzskata, ka tai ir jāpārvērš embrionālās cilmes šūnas ne tikai par insulīnu izdalošām beta šūnām, bet arī par pilnvērtīgu saliņu - šūnu kopu, kurā ietilpst alfa, beta, delta un palīgšūnas, kas parasti atrodas aizkuņģa dziedzerī. Tas ir sarežģīts mērķis, bet tas, kas cieši atdarina bioloģiju. Evolūcijas laikā šīs šūnas atrodas blakus viena otrai, saka Felicia Pagliuca, Semmas līdzdibinātāja un Meltonas laboratorijas veterāne.

Lai nogādātu savu laboratorijā audzēto saliņu diabēta slimniekiem, Semma izstrādā iPhone izmēra paciņas prototipus, kuru materiāli izolē to no imūnsistēmas, lai pacientiem nebūtu jālieto imunitāti nomācošas zāles, kā viņi to darītu. ja viņiem ir transplantēta nieres. Kristofers Tanoss, Semmas piegādes viceprezidents, saka, ka viņa komanda modelē fizioloģiskos procesus ierīcē un ap to, lai eksperimentētu ar dažādiem skābekļa, barības vielu un insulīna difūzijas ātrumiem.

Cilvēka aizkuņģa dziedzera šūnas tiek pagatavotas vērpšanas kolbās Duglasa Meltona Hārvardas universitātes laboratorijā.

Daži ārējie eksperti uzskata, ka šūnu aizsardzība nebūs iespējama. Es neesmu optimistisks, ka iekapsulēšana sniegs atbildi, saka Deivids Kūpers, Pitsburgas Universitātes ķirurģijas profesors, kurš strādā pie cilvēku saliņu audzēšanas cūkām. Es personīgi nedomāju, ka ierīce kādreiz būs veiksmīga. Viņš saka, ka nav iespējams novērst visus kaitīgos aģentus, atsaucoties uz citokīniem, antivielām un citiem savienojumiem, ko organisms atbrīvo, reaģējot uz svešķermeni. Ir patiešām ļoti maz pierādījumu tam, ka kapsula var jūs pilnībā pasargāt no imūnās atbildes reakcijas.

Praktiska problēma ir arī iespēja veikt operāciju katru gadu visu atlikušo mūžu. Cik daudz cukura diabēta slimnieku pierakstītos uz 50, 60, 70 operācijām dzīves laikā? Kāda būs atkārtotu rētu ietekme ap operācijas vietu? Meltons saka, ka operācijas radītās neērtības ir jāsalīdzina ar tūkstošiem pirkstu dūrienu un injekciju, kas diabēta slimniekiem jāievada katru gadu. Mani bērni saka, ka reizi mēnesī viņi nevilcināsies. Es domāju, ka tas ir mazliet ekstrēmi, viņš saka. Bet, ja tas būtu divas reizes gadā, es domāju, ka tas ir jādara.

Ja ierīce nedarbojas, Semmai ir sava veida rezerves plāns. Tā saņēma 5 miljonu dolāru dotāciju no CIRM, Kalifornijas cilmes šūnu aģentūras, lai ražotu saliņas no pacienta paša audiem, izmantojot inducētas pluripotentas cilmes šūnas. Tas ir process, kurā pieaugušo šūnas, tāpat kā ādas šūnas, tiek pārprogrammētas cilmes šūnās. Ķermenis neatraida šādas atbilstošas ​​​​šūnas kā svešas, un tām, iespējams, nav nepieciešama tik liela aizsardzība, lai gan tās, iespējams, neizvairīsies no bojājumiem, ko izraisa procesi, kas izraisa 1. tipa cukura diabētu. Semma uzskata, ka tie varētu palīdzēt daļai pacientu, kuru diabēta cēloņi ir dažādi.

Semmai joprojām nav laika grafika, kad tās implantējamais biotehnoloģijas aizkuņģa dziedzeris varētu būt gatavs. Tas nozīmē, ka Meltona bērniem būs jāgaida vēl kādu laiku. Man žēl, ka tas prasa tik ilgu laiku, saka Meltons, bet tas darbosies.

paslēpties