Nedávno médiá zaplavili správy o prvom človeku vyliečenom z diabetu, čo vyvolalo veľké vzrušenie a zvedavosť. Zmieňovali prelomovú prácu čínskych vedcov, ktorí sa zaoberajú vývojom terapií s využitím kmeňových buniek. Doteraz ste tento termín mohli počuť najmä v súvislosti so spoločnosťou Vertex Pharmaceuticals, ktorá v roku 2021 dosiahla historický úspech. Prvýkrát aplikovala kmeňové bunky na liečbu diabetu typu 1 u človeka a vyliečila tak Briana Sheltona z tejto choroby.

Jednou z najčastejších otázok, ktoré sa verejnosť pýta v súvislosti s touto témou, je, či je na vytvorenie takýchto kmeňových buniek potrebná vlastná pupočníková krv. Odpoveď je, že to nie je nutné, pretože vedci dokážu preprogramovať bunky na pluripotentné (všestranné) z akýchkoľvek buniek, napríklad z kože (viac v texte nižšie).

V čom teda vedú čínski vedci? Hlavný rozdiel spočíva v ich metóde preprogramovania buniek. Kým iné prístupy, ako ten od spoločnosti Vertex, upravujú bunky genetickou modifikáciou, čínski vedci používajú na preprogramovanie buniek chemické látky. Čas ukáže, či tento prístup ponúkne bezpečnejšiu a dostupnejšiu alternatívu v liečbe diabetu a iných ochorení. INNODIA a riadiaca riaditeľka Manuela Battaglia pozvali člena spomínaného čínskeho výskumného tímu, prof. Denga, aby nám osobne pomohol lepšie pochopiť skutočný pokrok vedy uprostred mediálneho šialenstva.

Bolo mi cťou zúčastniť sa Tuesdays with INNODIA (Utorky s INNODIA) a vypočuť si profesora naživo. Medzi viac ako 100 účastníkmi nechýbalo viacero slovenských mien, čo ma úprimne potešilo a potvrdilo, že slovenská diabetická komunita má záujem byť súčasťou centra diania, keď sa hovorí o diabete typu 1.

Tento súhrn prezentácie (a niečo navyše) je určený predovšetkým pre všetkých, ktorí sa nemohli zúčastniť kvôli jazykovej bariére a požiadali ma o sprostredkovanie obsahu.

Prof. Hongkui Deng: Vizionár v oblasti regeneratívnej medicíny

Kariéra Prof. Denga zahŕňa pôsobenie v inštitúciách ako Univerzita vo Wuhane, Šanghajská lekárska fakulta, Kalifornská univerzita v Los Angeles a Lekárska fakulta Newyorskej univerzity. Bol tiež výskumným riaditeľom v biotechnologickej spoločnosti ViaCell v Bostone, ktorá sa zameriava na kmeňové bunky.

V. roku 2000, po získaní prestížneho ocenenia od čínskej vlády, sa Deng vrátil do Číny, kde teraz vedie výskumný tím na Pekinskej univerzite. Jeho počiatočná práca sa zameriavala na diabetes a ľudské embryonálne kmeňové bunky. Počas epidémie SARS prispel Deng aj k výskumu liečby a vakcín. V roku 2006 získal grant od Nadácie Billa a Melindy Gatesových na prácu na vakcínach proti HIV a hepatitíde C.

Pokroky vo výskume kmeňových buniek a historické míľniky

Laboratórium prof. Denga bolo priekopníkom vo vývoji chemicky indukovaných pluripotentných kmeňových buniek (hCiPSCs), ktorá sľubuje významný potenciál pri liečbe diabetu 1. typu (T1D). Táto inovatívna technika otvára nové možnosti pre tvorbu buniek produkujúcich inzulín. Počas stretnutia profesor zdieľal pokroky svojho tímu za posledné dve desaťročia.

Svoju prezentáciu začal tým, že povedal, akú dôležitú úlohu zohrávajú pluripotentné kmeňové bunky v regeneratívnej medicíne, čo prinieslo nové možnosti pre personalizovanú liečbu (prispôsobenú jednotlivcom).

Kľúčové míľniky v reprogramovaní buniek sa začali prácou profesora Sir Johna Gurdona (ešte v r. 1962), ktorý sa zaoberal prenosom jadra somatických buniek. Tento výskum bol neskôr rozšírený profesorom Shinya Yamanakou (2007), ktorý vyvinul technológiu indukovaných pluripotentných kmeňových buniek (iPSC; to znamená že z dospelých buniek napr. z kože vedia vedci vytvoriť a geneticky preprogramovať tieto bunky na akékoľvek iné, napr. také ktoré produkujú inzulín). Významné príspevky Gurdona a Yamanakou im v roku 2012 priniesli Nobelovu cenu a otvorili cestu pre ďalší výskum v tejto oblasti.

V roku 2013 dosiahli vedci významný prelom, keď reprogramovali myšacie bunky na pluripotentné kmeňové bunky pomocou chemických zlúčenín (teda nie geneticky). Týmto sa začala nová era negenetickej metódy tvorby všestranných buniek, čo nakoniec viedlo k vývoju ľudských chemicky indukovaných pluripotentných kmeňových buniek (hCiPSCs).

Nedávne štúdie a zistenia

V roku 2022 sa štúdia autorov Guana a kolegov, publikovaná v časopise Nature, zamerala na pokroky v oblasti výskumu ľudských chemicky indukovaných pluripotentných kmeňových buniek (hCiPSCs). Štúdia preukázala, ako je možné riadiť osud týchto buniek pomocou vonkajšej stimulácie (Guan et al., 2022). Možné využutie hCiPSCs je rozsiahle, možno nimi liečiť imunologické ochorenia, diabetes, zlyhania pečene, srdcové choroby, neurodegeneratívne poruchy, zlyhanie obličiek a makulárnu degeneráciu. Okrem toho sa môžu využiť aj pri modelovaní chorôb, testovaní liekov a v bunkovej terapii.

Klinická transplantácia pankreatických ostrovčekov, ktorá bola uznaná ako liek na diabetes 1. typu (T1D) na základe štúdie publikovanej v roku 2000 v The New England Journal of Medicine, mala významný dopad na túto oblasť výskumu. Viac ako 20 rokov známy Protokol Edmonton zahŕňa odstránenie pankreasu, izoláciu ostrovčekov a ich injekciu do portálnej žily pečene. Tento postup zdôraznil obmedzenia spoliehania sa výlučne na ostrovčeky od ľudských darcov a poukázal na naliehavú potrebu alternatívnych zdrojov buniek produkujúcich inzulín, ako sú ľudské pluripotentné kmeňové bunky (Shapiro et al., 2000).

Deng tiež spomenul svoju doktorskú prácu na UCLA, zdokumentovanú v časopise J. Exp. Med. (1993, 178:1675-1680). Previedol nás 20 rokmi výskumnej skúsenosti ich laborátoria v oblasti ostrovčekov odvodených od kmeňových buniek. Tu sú niektoré kľúčové míľniky v ich práci:

• Prvý postupný protokol: Laboratórium vyvinulo prvý postupný protokol na tvorbu buniek produkujúcich inzulín z myších a ľudských embryonálnych kmeňových buniek (Y. Shi a kol., Stem Cells, 2005; Jiang Wei a kol., Cell Research, 2007).
• Tvorba beta buniek pankreasu: V roku 2009 sa im podarilo úspešne vytvoriť beta bunky pankreasu z ľudských indukovaných pluripotentných kmeňových buniek (iPSCs) (Zhang a kol., Cell Research, 2009).
• Značenie kľúčových génov: Laboratórium sa tiež zameralo na označovanie kľúčových génov na sledovanie vývojového procesu ľudských beta buniek pankreasu (Liu a kol., Cell Research, 2014).
• Nedávne pokroky: V roku 2022 vyvinuli robustný a vysoko efektívny protokol na generovanie funkčných ostrovčekov odvodených od ľudských chemicky indukovaných pluripotentných kmeňových buniek (hCiPSCs) (Du a kol., Nature Medicine, 2022). Tieto hCiPSC-odvodené ostrovčeky boli transplantované do makakov (opice) s diabetom intraportuálnou infúziou, čím sa preukázala ich účinnosť ako terapie nahradzujúcej bunky u nehumánnych primátov.

Historicky prví: Úspešná autológna transplantácia chemicky ošetrených kmeňových buniek u človeka s T1D

Posledná časť prezentácie bola venovaných tomu, na čo sme všetci čakali: transplantácii ostrovčekov odvodených z chemicky indukovaných pluripotentných kmeňových buniek pod brušnú prednú oblasť u prvej ľudskej pacientky s diabetom 1. typu (Cell, 2024). Išlo o prvý prípad, kedy boli chemicky ošetrené kmeňové bunky úspešne použité u človeka, tentokrát u ženy, čo predstavuje prechod od predchádzajúcich štúdií na makakoch k ľudským aplikáciám. Okrem spôsobu vytvorenia transplantovaných buniek a miestom aplikácie, výnimočnosť zákroku spočívala aj v tom, že na preprogramovanie boli použité tzv. autológne, čiže vlastné bunky pacientky.

Po transplantácii došlo k úplnej nezávislosti od inzulínu, pričom hladina glukózy nalačno (FBG) sa udržala pod prahovou hodnotou pre diabetes. Podstatné bolo tiež zlepšenie v čase cieľovej glykémie (TIR), viac ako 98 % a hladiny HbA1c pod 5,7, čo sa považuje za normálne hodnoty u zdravého človeka, pri ročnom sledovaní.

Bunky preukázali silnú funkciu, pričom hladiny C-peptidu sa zvýšili už v druhom týždni po transplantácii. Po 180 dňoch sa u pacientky došlo k ďalšiemi zlepšeniu v tolerancii glukózy (orálny glukózový tolerančný test; OGTT). Podľa výsledkov kontrôl miesta zavedenia transplantovaných buniek pomocou magnetickej rezonancie MRI sa preukázalo, že štepy zostali stabilné a neprejavili sa žiadne známky vzniku teratómu (typ nádoru) počas ročného sledovania.

V súhrne, táto transplantácia viedla k rýchlej reverzii (zvráteniu) diabetu, pričom od 75. dňa po transplantácii bola pacientka nezávislá na exogénnom inzulíne (zvonka) a počas celého obdobia sledovania sa nezistili žiadne abnormality.

Obmedzenia a budúce smerovanie

Deng pripomína, že napriek sľubným výsledkom má táto štúdia niekoľko obmedzení:

1. Dlhodobá bezpečnosť a účinnosť: Bezpečnosť a účinnosť transplantácie nad rámec jedného roka a v širšej populácii pacientov ešte musia byť dôkladne vyhodnotené. Ďalšie štúdie zahŕňajúce širší súbor pacientov sú nevyhnutné (obdobný výkon vykonali u ďalších pár pacientov).
2. Použitie Imunosupresív: Podávanie imunosupresív obmedzilo hodnotenie imunitnej odpovede príjemkyňe na autológny transplantát, najmä vzhľadom na to, že diabetes 1. typu (T1D) je autoimunitné ochorenie. Hoci boli tieto lieky nevyhnutné kvôli predchádzajúcej transplantácii pečene pacientky, a nepredstavovali pre ňu dodatočnú záťaž, obmedzili schopnosť získať poznatky o súvisiacej autoimunitnej odpovedi.

Tieto zistenia zdôrazňujú potrebu ďalších klinických štúdií v tejto oblasti a predstavujú významný pokrok v realizácii potenciálu personalizovanej bunkovej terapie.

Dôležitosť spolupráce

To, čo ma na prezentácii prof. Denga najviac nadchlo, nie sú len vedecké objavy, ale aj jeho dôraz na globálnu spoluprácu. Neustále zdôrazňoval význam medzinárodných partnerstiev pri pokroku v tomto výskume, a je naozaj inšpirujúce sledovať, ako sa vedci z celého sveta spájajú v úsilí o zlepšenie liečby diabetu 1. typu (T1D).

Toto stretnutie poskytlo cennú príležitosť počuť názory priamo od zdroja, a prítomnosť odborníkov ako Skyler z USA, Hussain z Veľkej Británie alebo Bossi z Talianska podčiarkla potrebu hlbších diskusií o týchto kritických témach.
INNODIA hrá dôležitú úlohu v tejto spolupráci, navyše vytvára prostredie, kde sú spolu s top odborníkmi z celého sveta v centre pozornosti ľudia s diabetom a ich opatrovatelia.

Zmeňme budúcnosť diabetu s INNODIA

Pozývam komunitu ľudí s diabetom a inštitúcie, či organizácie, aby sa pripojili k INNODIA.

Ak žijete s diabetom priamo alebo sa človeka s diabetom staráte, INPACT komunita ľudí žijúcich s diabetom org. INNODIA, podporuje ľudí a rodiny s diabetom 1. typu a zaisťuje, že ich hlasy prispievajú k tvorbe pacientsky orientovaných riešení. Staňte sa certifikovaným spolupracovníkom INPACT a pomôžte formovať budúcnosť diabetologickej starostlivosti.

Čo je INNODIA?
INNODIA je najväčšia európska sieť zameraná na prevenciu a liečbu diabetu 1. typu. Zosúlaďuje expertov z univerzít, výskumných centier, nemocníc a neziskových organizácií, aby spolupracovali na inovatívnych projektoch a výskume.

Pre koho je INNODIA určená a ako sa pripojiť?
INNODIA je otvorená pre univerzity, výskumné inštitúty, nemocnice a neziskové organizácie, ktoré chcú prispieť k pokroku v oblasti diabetu 1. typu. Členstvo poskytuje príležitosť na zapojenie sa do inovatívnych projektov a zdieľanie poznatkov (a je bezplatné).

Hľadáme viac certifikovaných centier vo východnej Európe, najmä na Slovensku. Ak patríte k organizácii, ktorá zdieľa našu víziu, povzbudzujeme vás k členstvu v INNODIA, aby sme spoločne prinášali nové možnosti pre komunitu s diabetom.

Pre viac informácií navštívte INNODIA.org, rada odpoviem na osobné otázky tu.

Fakty na záver

Jedinečnosť čínskej štúdie spočíva v systéme preprogramovania, použití vlastných buniek pacienta, stanovenie kritérií pre uvoľnenie a bezpečnosť, ktoré predstavujú referenčný benchmark pre budúcnosť, miesto implantácie, ale i možnosť zmrazovania buniek.

Prečítajte si tiež ďalšie moje súvisiace články:

Viac o Vertex Pharmaceuticals a ich prístupov k liečbe diabetu typu 1

Viac o Brainovi, prvom človeku vyliečenom z diabetu

VX-264 – Prvá štúdia možnosti liečby diabetu typu 1 bez imunosupresív

Prečo INNODIA

Milánske výskumné centrum pre liečbu diabetu: DRItti a voi – Priamo k vám 2024