Увидеть диабет в 3D

Борьба с диабетом – это целая идеология. На заводе Novo Nordisk (Дания) – крупнейшем в мире производителе инсулина.
Фото Андрея Ваганова

Диабет помимо всего прочего опасен быстрым снижением умственных, когнитивных способностей. К такому выводу после 12-летних исследований пришли сотрудники Маастрихского университета в Голландии. Их статья опубликована в журнале Diabetes Care.

В ходе работы они осуществляли мониторинг 1209 человек в рамках программы Aging Study, среди которых 179 человек страдали диабетом 2-го типа (Т2Д). У последних было отмечено более быстрое угнетение обработки новой информации и воспроизведения в памяти слов и имен по сравнению со здоровыми людьми. Ученые выявили также зависимость нарушения умственных способностей от продолжительности заболевания диабетом. Это необходимо учитывать клиническим психологам, наблюдающим таких пациентов, причем на регулярной основе.

Первый из выявленных диабетов возникает из-за нехватки протеинового гормона инсулина, вырабатываемого «инсулиновыми» бета-клетками так называемых островков Лангерганса поджелудочной железы. Нехватка зачастую обусловлена гибелью клеток островков Лангерганса, атакуемых собственными же (аутоиммунными) Т-лимфоцитами.

Елена Костромина и ее коллеги по университету Умео (Швеция), а также исследователи из университета Майами и каталонского Института исследований в Барселоне решили подойти к проблеме инсулинозависимого диабета 1-го типа у мышей… с космической стороны. Дело в том, что астрономы широко используют наблюдения в области спектра, близкой к инфракрасной (NIR – Near Infra-Red), поскольку эти лучи распространяются, практически не взаимодействуя со средой. Биологам же удалось получить моноклональные антитела (МАТ) с разноцветными флюоресцентными красителями, излучающими в разных участках видимого спектра. Это позволило снять на видео проникновение Т-лимфоцитов в островки Лангерганса поджелудочной железы.

NIR позволяет, не повреждая клетки и сохраняя их жизнеспособность, при этом не «выжигая» светящиеся метки, проводить послойное, или 3D-томографическое, сканирование островков Лангерганса у так называемых NOD мышей с Т2Д. NOD означает, что животные получили диабет «без обжорства», то есть сидя на обычной диете (Non-Obese Diabetes).

В принципе уже одних этих красочных видео было бы вполне достаточно, чтобы произвести впечатление на ученый и медицинский мир. Однако ученые пошли дальше. Они подсадили стволовые клетки в печень мыши и проследили, в каких участках сосудистого древа те укореняются, чтобы дать рост новым островкам. Картины получились тоже впечатляющие, но из-за малого увеличения не столь красочные, как при «съемке» одного маленького островка.

На кадрах хорошо виден красный актин гладких мышечных клеток сосудов, который несет основную механическую нагрузку поддержания клеточной формы (нарушения актинового «скелета» приводят к метастазированию раковых клеток). Островки Лангерганса светятся синим благодаря накопленному в них инсулину, а «вторгающиеся» в островок Т-лимфоциты окрашены зеленым с помощью антител, «цепляющихся» к молекулам на их поверхности.

Атакующие усилия иммунной системы тесно связаны с размножением ее «эффекторных» клеток, оказывающих воздействие на чужеродные антигены на поверхности их клеточных носителей. Сигнал к размножению лимфоцитов передается с их поверхностных рецепторов через посредство так называемого киназного каскада в цитоплазме.

Киназы – это ферменты, которые «кинируют»–переносят энергоемкие фосфатные группы на молекулы протеинов, тем самым регулируя их активность. Одной из таких киназ является кальпаин, названный так за то, что для его включения необходим кальций. Сотрудники Пенсильванского университета в Филадельфии предложили новую малую молекулу, обладающую мощным ингибирующим воздействием на фермент. Молекула хороша тем, что она не обычный химиотерапевтик, а имитирует действие кальпастатина – белкового блокатора, присутствующего в клетках.

В Филадельфии новую молекулу предложили для борьбы с раком, чтобы сдерживать неуправляемое клеточное деление. Однако исследователи полагали, что новый ингибитор размножения клеток может оказаться полезным и для подавления аутоиммунных расстройств, вызываемых повышенным размножением стволовых клеток иммунной системы.