Att spåra enskilda cellers historia i den utvecklande organismen kan avslöja funktionella skillnader mellan till synes enhetliga celler. Denna kunskap är viktig för att definiera egenskaperna hos högregenerativa celler för att rikta dem mot cellulära terapier, samt för att förhindra bildandet av olämpliga celler, som äventyrar organismens övergripande hälsa. Studien som introducerades här presenterar en ny metod för att spåra β-cellers historia, som utför den väsentliga funktionen att utsöndra insulin som svar på glukos.
Författarna spårade β-celler med avseende på deras spridning, funktion och tid för differentiering i zebrafisken. Studien visar att β-celler med olika utvecklingshistorier existerar tillsammans, vilket leder till bildandet av dynamiska delpopulationer som skiljer sig åt i deras potential att genomgå spridning och utföra funktionella uppgifter. Studien avslöjar också början av β-cellfunktion i zebrafisk, som öppnar nya vägar för att undersöka hur β-celler förvärvar ett funktionellt tillstånd med hjälp av denna kraftfulla genetiska modell.
Nyligen, heterogeniteten bland β-celler har blivit uppenbar, och man tror att denna heterogenitet kan spela en roll i utvecklingen av diabetes. "Till exempel, även 20 år efter starten av typ 1 -diabetes, vissa β-celler kan överleva i bukspottkörteln, kanske för att dessa celler skiljer sig från resten, som gör att de kan gömma sig från immunsystemet och undvika autoimmun förstörelse ", Säger Nikolay Ninov. Möjligheten att direkt visualisera utvecklingen av β-cell heterogenitet i zebrafisk kommer att hjälpa till att förstå den dynamiska regleringen av β-cell subpopulationer på molekylär nivå. Denna kunskap är av avgörande betydelse för den efterföljande utvecklingen av effektiva strategier för β-cellregenerering och skydd vid diabetes.
"Som ett nästa steg, vi kommer att använda vår modell och cellspårningsmetoder för att förstå signalerna som instruerar β-celler att förvärva ett funktionellt tillstånd. Särskilt, vi fann att denna process i zebrafiskar tar bara några dagar efter cellens födelse, medan det är svårt att uppnå bildandet av funktionella β-celler från humana stamceller in vitro. Således, vår hypotes är att in vivo-miljön i zebrafiskpankreas ger kraftfulla signaler för snabb β-cell funktionell mognad. Vi kommer nu att identifiera dessa signaler, eftersom denna kunskap kan hjälpa till att producera funktionella humana β-celler in vitro för transplantationsändamål ", Nikolay Ninov förklarar.
Projektet, som tänktes för ungefär 3,5 år sedan, leddes av CRTD Postdoc Sumeet Pal Singh. Dessutom, Sharan Janjuha (doktorand, DIGS-BB) fastställde analysen för kalciumavbildning. Ytterligare forskare inkluderar samarbetspartners från Japan (Daiichi Sankyo Co., Ltd), Storbritannien (Oxford University) och Tyskland (CRTD).
"Nyfikenhet, och drivkraften att ge ett originellt bidrag till ett botemedel mot diabetes genom att lära sig mer om β-cellers grundläggande biologi "motiverar Nikolay Ninov i hans dagliga arbete. Sedan 2013 har Nikolay Ninov varit gruppledare för" β-cellbiologi och förnyelse "vid CRTD och Paul Langerhans Institut Dresden (PLID) från Helmholtz Zentrum München vid Universitetssjukhuset Dresden och medicinska fakulteten Carl Gustav Carus vid TU Dresden - en partner till det tyska centret för diabetesforskning (DZD). 2008, Nikolay Ninov avslutade sin doktorsexamen vid universitetet i Barcelona (Spanien, Parc Cientific de Barcelona). Efter det arbetade han som postdoc vid University of Toronto (Kanada, Institutionen för cell- och systembiologi, 2008-2009), University of California i San Francisco (USA) och Max Planck Institute for Heart and Lung Research i Bad Nauheim (Tyskland) (2009-2013).
