Женщина с диабетом не нуждается в инсулине после трансплантации островков из ее собственных клеток

Журнал Cell опубликовал предварительные результаты клинического исследования, проведенного в Китае (ChiCTR2300072200). Женщина в возрасте 25 лет с диабетом 1-го типа и трансплантированной печенью достигла продолжительной инсулинонезависимости после трансплантации в брюшную полость островковых клеток, полученных из ее собственных индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК). Интересно, что иПСК получили с помощью малых молекул, а не белковых факторов.

От диабета страдают около полумиллиарда человек в мире. В 90% случаев это диабет 2-го типа, при котором резистентность к инсулину приводит к избытку глюкозы в крови. Реже встречается диабет 1-го типа, при котором иммунная система атакует клетки островков Лангерганса поджелудочной железы.

Для лечения применяется трансплантация островковых клеток умерших доноров, однако донорского материала не хватает всем пациентам. Кроме того, аллогенная трансплантация требует иммуносупрессии и приводит к осложнениям. В некоторых исследованиях клетки инкапсулируют в имплантах с тем, чтобы защитить их от иммунной системы и продлить срок их жизни, или же создают для них особые ниши. В лабораторных экспериментах испытывают подкожную трансплантацию, трансплантацию в сальник. Но существует альтернативный подход — получение островковых клеток из стволовых клеток самого пациента.

В 2022 году Дэн Хункуй из Пекинского университета и его коллеги разработали метод перепрограммирования соматических клеток в плюрипотентные с помощью малых молекул, а не экспрессии белков, как в классическом методе Синъя Яманаки (см. воскресный обзор PCR.NEWS). Это делало процесс более безопасным, управляемым и легко масштабируемым. Авторы показали, что для успешного перепрограммирования необходимо предварительное ингибирование сигнального пути JNK. Полученным клеткам дали название хиПСК — химически индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (chemically induced PSC, CiPSCs).

Именно эту технологию авторы применили для получения островковых клеток. Пациентке, о которой рассказывается в статье, диагноз «диабет 1 типа» был поставлен 11 лет назад. Она получала инсулин в больших дозах, и все равно не удавалось полностью контролировать уровень глюкозы.

Ее хиПСК получили в начале 2020 года из стволовых клеток жировой ткани. Была тщательно проверена их жизнеспособность, микробиологическая безопасность, генетическая стабильность и другие важные параметры. Затем хиПСК дифференцировали в островки (получились агрегаты такого же размера, как естественные островки, содержащие примерно 60% бета-клеток и по 10% клеток, подобных альфа- и дельта-клеткам). После всех необходимых проверок качества их криоконсервировали и сохраняли до операции.

В ходе проверки безопасности островки трансплантировали 244 иммунодефицитным мышам и убедились, что опухоли у них не образуются, а клетки сохраняют жизнеспособность. Безопасность была подтверждена в экспериментах на обезьянах. Трансплантация островков мышам с диабетом восстановила у них толерантность к глюкозе. Авторы также проверили методом цифровой капельной ПЦР, что в островках не осталось недифференцированных стволовых клеток, потенциально онкогенных.

В июне 2023 года эквивалент примерно 1,5 миллиона островков ввели в брюшную стенку женщины. Обычно островковые клетки внедряются в кровеносные сосуды печени, но там их сложно наблюдать. В данном случае исследователи могли контролировать трансплантат с помощью МРТ и удалять их при необходимости. Операция продолжалась менее получаса.

Эта пациентка ранее перенесла трансплантацию печени и неудачную трансплантацию поджелудочной железы. Так как она получала иммунодепрессанты, в данном исследовании не удалось оценить, снижен ли риск отторжения трансплантата при использовании островковых клеток из собственных иПСК пациента по сравнению с донорскими. При диабете 1-го типа такой риск имеется, поскольку заболевание имеет аутоиммунную природу. Дэн Хункуй, который был корреспондирующим автором и в новом исследовании, говорит, что они пытаются разработать клетки, способные уклониться от аутоиммунного ответа.

Через 75 дней у пациентки установился достаточно высокий уровень инсулина, чтобы не вводить его дополнительно, и он находился в пределах нормы в течение года. Уровень глюкозы натощак остается в целевом диапазоне более 98% дня. Уровень гликилированного гемоглобина (показатель продолжительной гликемии) тоже снизился. «Теперь я могу есть сахар», — сказала женщина, проживающая в Тяньцзине, в телефонном интервью журналу Nature. Трансплантат функционирует нормально, повышенные уровни онкомаркеров в крови не выявлены.

В исследовании участвуют еще два человека, их результаты «также весьма позитивны», и в ноябре они достигнут годовой отметки, говорит Дэн Хункуй. После этого в исследование могут включить еще 10–20 человек. Необходимо убедиться, что технология работает у разных пациентов и что клетки сохраняют жизнеспособность долго.

Процедуры с использованием собственных клеток пациента сложно масштабировать и коммерциализировать, тем не менее исследования по получению островковых клеток из стволовых клеток ведутся в разных странах мира. В апреле 2024 года журнал Cell Discovery опубликовал письмо другой группы китайских исследователей, в которой была описана трансплантация 59-летнему мужчине с трансплантированной почкой и диабетом 2-го типа «персонализированной островковой ткани», полученной из его собственных стволовых клеток эндодермы. Пациент прожил без инсулина уже 120 недель.

Предварительные результаты фазы 1/2 клинического исследования компании Vertex Pharmaceuticals (Бостон, штат Массачусетс) были опубликованы в июне прошлого года. Более десятка участникам с диабетом 1-го типа в печень ввели островки, полученные из донорских эмбриональных стволовых клеток (этой терапии присвоено обозначение VX-880). Так как трансплантация не была аутологичной, все участники получали иммунодепрессанты. Некоторые достигли инсулинонезависимости.

В прошлом году Vertex запустила еще одно исследование, в котором островковые клетки, полученные из донорских стволовых клеток, помещены в устройство, защищающее их от атак иммунной системы (VX-264). Оно было трансплантировано человеку с диабетом 1-го типа, который не получал иммунодепрессанты. Это исследование продолжается, в нем планируют зарегистрировать 17 человек.

В больнице Университета Киото (Япония) также начинаются испытания терапии диабета с использованием островковых клеток, полученных из донорских иПСК. Листы, несущие клетки, трансплантируют трем пациентам с диабетом 1-го типа в ткань брюшной стенки. Пациенты будут получать иммунодепрессанты и по мере необходимости инсулин. Первому участнику сделают операцию в феврале 2025 года.

Бета-клетки с высокой экспрессией CD63 отвечают за развитие диабета