Czy embrionalne komórki macierzyste kiedykolwiek coś wyleczą?

Kiedy w wieku sześciu miesięcy u jego syna Sama zdiagnozowano cukrzycę typu 1, Doug Melton nie mógł uwierzyć. Pamiętam w nocy, jak moja żona i ja ukłuliśmy go w piętę i mówiliśmy: „Nie, to nie może być, to nie może być”, mówi. Czułem się, jakbyśmy przegrali na loterii.

Później jego córka otrzymała tę samą diagnozę. Do tego czasu Melton już porzucił to, co robił — studiowanie żabich jaj na Harvardzie — i zaczął hodować komórki trzustki od podstaw w swoim laboratorium. Komórki beta trzustki są zabijane w cukrzycy typu 1, a Melton argumentował, że mógłby je zastąpić nową tkanką wytworzoną z embrionalnych komórek macierzystych.

Wysiłek Meltona, obejmujący 30-osobowe laboratorium na Harvardzie i start-up firmy Semma Therapeutics, którą nazwał na cześć swoich dzieci, Sama i Emmy, jest jednym z najbardziej kosztownych i trwałych wysiłków na rzecz przekształcenia komórek macierzystych w tkankę do przeszczepu. Melton przyznaje, że był pełen falstartów i ślepych zaułków. Opinia publiczna zdecydowanie nie docenia tego, że większość nauki to porażka, mówi.

W rzeczywistości żadna dziedzina biotechnologii nie obiecywała więcej i nie dostarczała mniej w zakresie leczenia niż embrionalne komórki macierzyste. Przeprowadzono tylko kilka badań na ludziach, bez znaczących wyników. Komórki, pobrane z zarodków IVF, są w stanie rozwinąć się w dowolny inny typ tkanki w organizmie, a zatem obiecują nieograniczoną podaż tkanki zastępczej.

Brzmi prosto, ale tak nie było. Melton i jego zespół zajęli 15 lat, aby odkryć każdy etap molekularny wymagany do nakłonienia komórki macierzystej do komórki beta trzustki zdolnej do wykrywania glukozy i wydzielania insuliny. Receptura wykorzystuje mieszankę chemikaliów i trójwymiarowy system inkubacji, wysokie wirujące kolby warzące coś, co wygląda jak ciemnoczerwone Gatorade, które w ciągu 30 dni może kierować różnicowaniem komórek macierzystych do w pełni funkcjonalnych komórek beta.

Na początku tego roku Melton był w końcu w stanie zademonstrować mógł kontrolować poziom glukozy we krwi myszy przez sześć miesięcy za pomocą przeszczepów ludzkich komórek beta. Uważa, że ​​może to zrobić u ludzi i wydłużyć efekt terapeutyczny do roku, co zostało przekazane Semmie, która zaprojektowała wszczepialny worek do przechowywania i ochrony komórek.

Doug Melton

W ciągu ostatnich dwóch lat Semma zebrała prawie 50 milionów dolarów od firm venture capital, kalifornijskiej agencji komórek macierzystych i partnerów korporacyjnych, w tym Novartis i Medtronic. William Sahlman, profesor Harvard Business School, który zasiada w radzie Semma, mówi, że ludzie są gotowi zainwestować bardzo duże pieniądze w eksperymenty. Jeden powód: światowy rynek insuliny przekracza 30 miliardów dolarów rocznie. Paski testowe i monitory mogą to podwoić.

Ponieważ ich organizm atakuje komórki trzustki, które regulują poziom glukozy we krwi, diabetycy typu 1 stale mierzą poziom cukru we krwi za pomocą nakłuć palca i wstrzykując insulinę kilka razy dziennie. Ich życie może być skrócone przez: ponad dekadę . Można prawie powiedzieć, że terapia komórkowa jest naturalnym rozwiązaniem, mówi Melton. To nie jest rozwiązanie technologiczne. To nie jest rozwiązanie Google. To naturalne rozwiązanie problemu. Dostarczasz brakującą komórkę.

Kilka firm próbuje jednak rozwiązania technicznego, wykorzystując elektronikę do budowy sztucznej trzustki, która łączy w sobie ciągły monitor glukozy, pompę insulinową i czujnik z algorytmem do kontroli dawkowania. Firma Medtronic zbliża się do zatwierdzenia przez FDA z jednym takim systemem zamkniętej pętli; jego MiniMed 670G wielkości smartfona dobrze sobie radził we wczesnych próbach . Jedna z siostrzanych firm Google, Verily, jest sama rozwój Soczewki kontaktowe wykrywające glukozę i ultracienkie czujniki.

Kolba komórek trzustki pochodzących z ludzkich embrionów. Opracowanie receptury na przygotowanie ogniw zajęło 15 lat.

ViaCyte z San Diego, współpracująca z Johnson & Johnson, jako pierwsza wypróbowała komórki trzustkowe pochodzące z embrionów u ludzi. Zbudował wszczepialny pakiet niedojrzałych komórek, które, jak ma nadzieję, będą różnicować się w organizmie, a w zeszłym roku rozpoczął badanie kliniczne, aby przetestować ten pomysł.

Semma uważa również, że musi przekształcić embrionalne komórki macierzyste nie tylko w komórki beta wydzielające insulinę, ale także w pełnoprawną wysepkę – skupisko komórek, które obejmuje komórki alfa, beta, delta i pomocnicze normalnie występujące w trzustce. To złożony cel, ale ściśle naśladujący biologię. Podczas ewolucji istnieje powód, dla którego komórki te sąsiadują ze sobą, mówi Felicia Pagliuca, współzałożycielka Semmy i weteranka laboratorium Meltona.

Aby dostarczyć wyhodowaną w laboratorium wysepkę diabetykom, Semma opracowuje prototypy opakowania wielkości iPhone'a, które można odzyskać, którego materiały izolują go od układu odpornościowego, dzięki czemu pacjenci nie muszą zażywać leków hamujących układ odpornościowy, tak jak by to zrobili. gdyby mieli przeszczep nerki. Christopher Thanos, wiceprezes Semmy ds. dostaw, mówi, że jego zespół modeluje procesy fizjologiczne wewnątrz i wokół urządzenia, aby eksperymentować z różnymi szybkościami dyfuzji tlenu, składników odżywczych i insuliny.

Ludzkie komórki trzustki są warzone w wirujących kolbach w laboratorium Douglasa Meltona na Uniwersytecie Harvarda.

Niektórzy zewnętrzni eksperci uważają, że ochrona komórek nie będzie możliwa. Nie jestem optymistą, że enkapsulacja da odpowiedź, mówi David Cooper, profesor chirurgii na University of Pittsburgh, pracujący nad hodowlą ludzkich wysepek u świń. Osobiście nie sądzę, aby urządzenie kiedykolwiek odniosło sukces. Nie da się powstrzymać wszystkich szkodliwych czynników, mówi, odnosząc się do cytokin, przeciwciał i innych związków, które organizm uwalnia w odpowiedzi na obce ciało. Naprawdę niewiele jest dowodów na to, że kapsułka może całkowicie ochronić Cię przed odpowiedzią immunologiczną.

Perspektywa corocznej operacji przez resztę życia jest również praktyczną troską. Ilu diabetyków zapisałoby się na 50, 60, 70 operacji w ciągu całego życia? Jaki będzie efekt powtarzających się blizn wokół pola operacyjnego? Melton mówi, że niedogodności związane z operacją należy porównać z tysiącami nakłuć palca i zastrzyków, które diabetycy muszą podawać każdego roku. Moje dzieci mówią, że raz w miesiącu nie zawahałyby się. Myślę, że to trochę ekstremalne, mówi. Ale jeśli to było dwa razy w roku, myślę, że to dobry pomysł.

Jeśli urządzenie nie działa, Semma ma pewnego rodzaju plan tworzenia kopii zapasowych. Otrzymała 5 milionów dolarów dotacji od CIRM, kalifornijskiej agencji komórek macierzystych, na produkcję wysepek z własnej tkanki pacjenta przy użyciu indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych. Jest to proces, w którym dorosłe komórki, podobnie jak komórki skóry, są przeprogramowywane w komórki macierzyste. Takie pasujące komórki nie zostałyby odrzucone przez organizm jako obce – i mogą nie potrzebować tak dużej ochrony – chociaż prawdopodobnie nie uniknęłyby uszkodzeń przez procesy wywołujące cukrzycę typu 1. Semma wierzy, że mogą pomóc części pacjentów, u których cukrzyca ma różne przyczyny.

Semma wciąż nie ma harmonogramu, kiedy jej wszczepialna biotechnologiczna trzustka może być gotowa. Oznacza to, że dzieci Meltona będą musiały jeszcze trochę poczekać. Przykro mi, że to trwa tak długo, mówi Melton, ale to zadziała.

ukryć