Rola czynnika transkrypcyjnego ETV1 w adhezji ludzkich pluripotencjalnych komórek macierzystych i rozwoju in vitro ludzkiej endokrynnej trzustki

Abstract

Trzustka jest narządem gruczołowym zbudowanym z części egzokrynnej i endokrynnej. Komórki endokrynne trzustki tworzą wyspy Langerhansa, w których komórki β obniżają poziom glukozy produkując insulinę, a komórki α go zwiększają wydzielając glukagon. Długotrwałe zakłócenie homeostazy glukozy może prowadzić do przewlekłej choroby metabolicznej–cukrzycy. Zakłócenia homeostazy mogą wynikać z autoimmunologicznej utraty komórek β lub upośledzenia ich funkcji. Obecne terapie nie oferują wyleczenia a regeneracja masy komórek β powstałych z różnicowania ludzkich pluripotencjalnych komórek macierzystych (hPSC) in vitro jest alternatywą przywracania normoglikemii u pacjentów z cukrzycą. Na podstawie danych z scRNA-Seq mysich trzustek z e14,5 wybrano ETV1 jako nowy potencjalny regulator dojrzewania komórek endokrynnych trzustki. Wykorzystując CRISPR/Cas9 wyprowadzono hPSC z wyłączoną ekspresją ETV1. Komórki edytowane wykazywały zwiększoną adhezję, co potwierdzono niezależnymi metodami. Kolejnym celem było określenie roli ETV1 w rozwoju komórek prekursorowych endokrynnej trzustki (EP) podczas różnicowania in vitro z hPSC. Analiza scRNA-Seq pozwoliła na porównanie EP powstających z hPSC typu dzikiego i edytowanych. Podsumowując, niniejsza rozprawa doktorska dostarcza interesującego i głębszego wglądu w podwójną rolę ETV1 zarówno w pluripotencji, jak i rozwoju części endokrynnej trzustki.

The pancreas is a glandular organ made of exocrine and endocrine part. The endocrine cells form islets of Langerhans where β cells decrease blood sugar by secreting insulin and α cells increase it by producing glucagon. Long-term disruption of glucose homeostasis due to autoimmune attack or impaired function of β cells may lead to a chronic, metabolic disease – diabetes mellitus. Current therapeutic strategies do not offer a cure thus β cell mass regeneration derived from human pluripotent stem cell (hPSC) in vitro differentiation offers an attractive platform to restore normoglycemia in diabetes patients. Based on scRNA-Seq data from mouse embryonic pancreas (e14.5) ETV1 was selected as new potential regulator of endocrine pancreas development. Using CRISPR/Cas9 method hPSC line with ETV1 knock-out was established. Edited cells demonstrated enhanced adhesion to the matrix, what was confirmed independent methods including RNA-Seq. The other aim was to determine ETV1 role in endocrine progenitor development during in vitro hPSC differentiation. Data analysis from scRNA-Seq allowed for EP comparison of wild type and ETV1 knock-out cells. Taken together, the research provides an interesting deeper view into ETV1's double role in both pluripotency and development.