Cukrzyca jest ciągłym globalnym problemem. Raport Międzynarodowej Federacji Diabetologicznej (IDF) oszacował, że globalne rozpowszechnienie cukrzycy wzrośnie ze 151 milionów w 2000 roku do 415 milionów w 2015 roku1,2. Najnowsze badanie epidemiologiczne przewiduje, że szacowana częstość występowania cukrzycy na świecie wzrośnie z 451 milionów w 2017 roku do 693 milionów w 2045 roku1. Sukces przeszczepu wysp trzustkowych przy użyciu protokołu Edmonton został po raz pierwszy zademonstrowany w 2000 roku, kiedy wykazano, że utrzymuje on endogenną produkcję insuliny i stabilizuje stan normoglikemiczny u pacjentów z cukrzycą typu I3. Jednak stosowanie protokołu z Edmonton nadal napotyka problem wąskiego gardła. Głównym problemem jest ograniczona liczba dawców trzustki ze zwłokami, ponieważ każdy pacjent z cukrzycą typu I wymaga co najmniej 2-4 dawców wysp trzustkowych. Ponadto długotrwałe stosowanie leków immunosupresyjnych może powodować zagrażające życiu skutki uboczne4,5. Aby temu zaradzić, rozwój potencjalnej terapii cukrzycy w ciągu ostatniej dekady skupił się głównie na generowaniu skutecznych komórek produkujących insulinę (IPC) z różnych źródeł komórek macierzystych6.
Komórki macierzyste stały się alternatywnym sposobem leczenia wielu chorób, w tym cukrzycy typu I, która jest spowodowana utratą komórek beta. Przeszczepienie IPC to nowa, obiecująca metoda kontrolowania stężenia glukozy we krwi u tych pacjentów7. W artykule przedstawiono dwa podejścia do generowania IPC, protokoły indukcji integracyjnej i nieintegracyjnej. Protokół indukcji naśladował naturalny proces rozwoju trzustki, aby uzyskać dojrzałe i funkcjonalne IPCs8,9.
Na potrzeby tego badania, hDPSC zostały scharakteryzowane za pomocą cytometrii przepływowej do wykrywania markerów powierzchniowych MSC, potencjału różnicowania wieloliniowego oraz RT-qPCR w celu określenia ekspresji właściwości macierzystej i markerów genów proliferacyjnych (dane nie pokazane)8,9,10. hDPSC były indukowane w kierunku definitywnej endodermy, endodermy trzustki, endokrynologicznej trzustki i komórek beta trzustki lub IPC ( Rysunek 1), odpowiednio7. Aby indukować komórki, jako protokół szkieletowy zastosowano trzyetapowe podejście indukcyjne. Protokół ten został nazwany protokołem nieintegracyjnym. W przypadku protokołu integracyjnego niezbędny czynnik transkrypcyjny trzustki, PDX1, uległ nadekspresji w hDPSC, a następnie indukcji nadekspresji PDX1 w hDPSC przy użyciu trzyetapowego protokołu różnicowania. Różnica między protokołem nieintegracyjnym a integracyjnym polega na nadekspresji PDX1 w protokole integracyjnym, a nie w protokole nieintegracyjnym. W tym badaniu porównano różnicowanie trzustki między protokołami integracyjnymi i nieintegracyjnymi.