人工β细胞

马丁Fussenegger教授领导的研究人员乙生物系统科学与工程系(D-BSSE)巴塞尔协议产生了人工β细胞使用一个简单的工程方法。

人工β细胞可以做自然的所做的一切:他们测量血液中的葡萄糖浓度和产生足够的胰岛素来有效地降低血糖水平。ETH的研究人员展示了他们的发展在最新一期的杂志上科学。

以前的方法是基于干细胞,科学家们可以成长为β细胞通过添加生长因子或将复杂的遗传网络。

小HEK细胞重新编程

为他们的新方法,ETH的研究人员使用了一种细胞系的基础上人类肾脏细胞,HEK细胞。研究人员使用的天然葡萄糖运输蛋白质和钾离子通道在HEK细胞的细胞膜。他们用压敏电阻器增强这些钙通道和生产胰岛素基因和GLP-1,激素参与血糖水平的调节。

电压开关引起胰岛素的分泌

在HEK人工β细胞,细胞的天然葡萄糖运输蛋白质携带葡萄糖从血液进入细胞内部。当血糖水平超过一定的阈值时,钾离子通道关闭。这一次电压分布在细胞膜,导致钙通道开放。随着钙流,它触发HEK细胞的内置信号级联,导致生产和分泌的胰岛素或GLP-1。

的初始测试人工β细胞在糖尿病小鼠揭示了细胞非常有效:“他们更好的工作,超过世界上任何解决方案实现了到目前为止,“Fussenegger说。糖尿病小鼠植入时,修改HEK细胞可靠地工作了三周,生产足够量的调节的使者血糖的水平。

有用的造型

在发展中人工细胞,研究人员有一个计算机模型的帮助下,由研究人员在Jorg stel,另一位教授在苏黎世联邦理工学院的生物系统科学与工程系(D-BSSE)。模型可以预测由细胞行为,可以通过实验进行验证。“实验的数据和模型计算的值几乎是相同的,“Fussenegger说。

他和他的团队一直在努力,生物技术解决方案为糖尿病治疗很长时间了。几个月前,他们公布了β细胞,从干细胞从一个人的脂肪组织。这种技术是昂贵的,然而,由于产生的β细胞必须单独为每个病人。新的解决方案是便宜,因为系统适用于所有的糖尿病患者。

市场是很长的路要走

它仍然是不确定的,然而,当这些人工β细胞将达到市场。他们之前首先要进行各种各样的临床试验可用于人类。这种试验是昂贵的,通常持续数年。“如果我们的细胞清除所有的障碍,他们可能达到10年,市场“ETH教授估计。

糖尿病是成为现代人类的灾难。国际糖尿病联合会估计,全世界超过6.4亿人将在2040年罹患糖尿病。今天在瑞士一百万人受到影响,40000人患有1型糖尿病,身体的免疫系统的形式完全破坏产生胰岛素的β细胞。