Liệu pháp mới dựa trên tế bào hứa hẹn điều trị béo phì và tiểu đường

Yu-Hua Tseng, Tiến sĩ, Điều tra viên cao cấp tại Joslin's, cho biết liệu pháp tiềm năng cho bệnh béo phì sẽ cấy ghép các tế bào mỡ HUMBLE (giống màu nâu ở người), tế bào mỡ trắng của người đã được biến đổi gen để trở nên tương tự như các tế bào mỡ nâu sinh nhiệt. Phần về Sinh lý học và Trao đổi chất Tích hợp.

Tseng, tác giả cấp cao của bài báo về công trình trên tạp chí Science Translational Medicine , cho biết các tế bào mỡ nâu đốt cháy năng lượng thay vì tích trữ năng lượng như các tế bào mỡ trắng vẫn làm . Trong quá trình này, chất béo nâu có thể làm giảm mức quá mức của glucose và lipid trong máu có liên quan đến các bệnh chuyển hóa như tiểu đường.

Tuy nhiên, những người thừa cân hoặc béo phì có xu hướng ít có chất béo nâu có lợi này-; một rào cản mà các tế bào HUMBLE được thiết kế để vượt qua, Tseng nói.

Cô và các đồng nghiệp của mình đã tạo ra các tế bào từ tế bào mỡ trắng của người ở giai đoạn sơ khai (chưa phát triển hoàn toàn thành dạng chất béo cuối cùng của chúng). Các nhà điều tra đã sử dụng một biến thể của hệ thống chỉnh sửa bộ gen CRISPR-Cas9 để tăng cường biểu hiện của một gen gọi là UCP1, kích hoạt các tế bào sinh trưởng của tế bào mỡ trắng phát triển thành các tế bào giống như mỡ nâu.

Tseng, người cũng là giáo sư y khoa tại Trường Y Harvard, được cấy ghép vào những con chuột thiếu hệ thống miễn dịch, phát triển thành các tế bào có chức năng rất giống tế bào mỡ nâu của chuột.

Nhóm của cô đã so sánh việc cấy ghép các tế bào này với các tế bào mỡ trắng ban đầu ở những con chuột được áp dụng chế độ ăn nhiều chất béo. Những con chuột được cấy ghép HUMBLE cho thấy độ nhạy cao hơn nhiều với insulin và khả năng loại bỏ glucose khỏi máu (hai yếu tố chính bị suy giảm trong bệnh tiểu đường loại 2).

Ngoài ra, những con chuột được cấy ghép HUMBLE có trọng lượng ít hơn so với những con chuột được cấy ghép tế bào mỡ trắng, vẫn ở cùng phạm vi với những con vật được nhận tế bào mỡ nâu.
Có lẽ đáng ngạc nhiên là các nhà khoa học Joslin đã chứng minh rằng những lợi ích này chủ yếu là do tín hiệu từ các tế bào được cấy ghép đến các tế bào mỡ nâu nội sinh (hiện có) ở chuột. Tseng nói: “Các tế bào trong các mô khác nhau giao tiếp với nhau. "Trong trường hợp này, chúng tôi nhận thấy rằng các tế bào HUMBLE được cấy ghép của chúng tôi tiết ra một phân tử gọi là oxit nitric, được các tế bào hồng cầu vận chuyển đến các tế bào nâu nội sinh và kích hoạt các tế bào đó."

Nếu kỹ thuật HUMBLE tiếp tục được chứng minh trong nghiên cứu tiền lâm sàng, thì cuối cùng có thể tạo ra loại tế bào này cho từng bệnh nhân, Tseng gợi ý. Quy trình như vậy sẽ loại bỏ một lượng nhỏ tế bào mỡ trắng của bệnh nhân, cô lập các tế bào tiền thân, sửa đổi các tế bào đó để tăng cường biểu hiện của UCP1, và sau đó trả lại các tế bào HUMBLE thu được cho bệnh nhân.

Tuy nhiên, cách tiếp cận cá nhân hóa đó sẽ phức tạp và tốn kém, vì vậy phòng thí nghiệm Tseng đang theo đuổi hai lộ trình thay thế có thể thực tế hơn cho việc sử dụng lâm sàng.

Một giải pháp thay thế là sử dụng các tế bào không được cá nhân hóa mà thay vào đó được bao bọc thông qua vật liệu sinh học để bảo vệ tế bào khỏi bị hệ thống miễn dịch của bệnh nhân đào thải. (Các nhà nghiên cứu Joslin và các cộng tác viên của họ đã nghiên cứu những vật liệu này từ lâu để cấy ghép tế bào cho bệnh tiểu đường loại 1.) Một lựa chọn khác là liệu pháp gen biểu hiện trực tiếp gen UCP1 trong các tế bào gốc mỡ trắng trong cơ thể, để các tế bào đó có được các đặc tính giống HUMBLE .

Tseng nhấn mạnh rằng nghiên cứu này đang được tiến hành bất chấp đại dịch Covid-19, khiến những người mắc bệnh tiểu đường có nguy cơ mắc các kết quả nghiêm trọng cao hơn nhiều nếu họ bị nhiễm bệnh.