OBJECTIVE To describe trends of primary efficacy and safety outcomes of islet transplantation in type 1 diabetes recipients with severe hypoglycemia from the Collaborative Islet Transplant Registry (CITR) from 1999 to 2010. RESEARCH DESIGN AND METHODS A total of 677 islet transplant-alone or islet-after-kidney recipients with type 1 diabetes in the CITR were analyzed for five primary efficacy outcomes and overall safety to identify any differences by early (1999–2002), mid (2003–2006), or recent (2007–2010) transplant era based on annual follow-up to 5 years. RESULTS Insulin independence at 3 years after transplant improved from 27% in the early era (1999–2002, n = 214) to 37% in the mid (2003–2006, n = 255) and to 44% in the most recent era (2007–2010, n = 208; P = 0.006 for years-by-era; P = 0.01 for era alone). C-peptide ≥0.3 ng/mL, indicative of islet graft function, was retained longer in the most recent era (P < 0.001). Reduction of HbA1c and resolution of severe hypoglycemia exhibited enduring long-term effects. Fasting blood glucose stabilization also showed improvements in the most recent era. There were also modest reductions in the occurrence of adverse events. The islet reinfusion rate was lower: 48% by 1 year in 2007–2010 vs. 60–65% in 1999–2006 (P < 0.01). Recipients that ever achieved insulin-independence experienced longer duration of islet graft function (P < 0.001). CONCLUSIONS The CITR shows improvement in primary efficacy and safety outcomes of islet transplantation in recipients who received transplants in 2007–2010 compared with those in 1999–2006, with fewer islet infusions and adverse events per recipient.

SARS-CoV-2 has caused the COVID-19 pandemic. There is an urgent need for physiological models to study SARS-CoV-2 infection using human disease-relevant cells. COVID-19 pathophysiology includes respiratory failure but involves other organ systems including gut, liver, heart, and pancreas. We present an experimental platform comprised of cell and organoid derivatives from human pluripotent stem cells (hPSCs). A Spike-enabled pseudo-entry virus infects pancreatic endocrine cells, liver organoids, cardiomyocytes, and dopaminergic neurons. Recent clinical studies show a strong association with COVID-19 and diabetes. We find that human pancreatic beta cells and liver organoids are highly permissive to SARS-CoV-2 infection, further validated using adult primary human islets and adult hepatocyte and cholangiocyte organoids. SARS-CoV-2 infection caused striking expression of chemokines, as also seen in primary human COVID-19 pulmonary autopsy samples. hPSC-derived cells/organoids provide valuable models for understanding the cellular responses of human tissues to SARS-CoV-2 infection and for disease modeling of COVID-19.

OBJECTIVE Impaired awareness of hypoglycemia (IAH) and severe hypoglycemic events (SHEs) cause substantial morbidity and mortality in patients with type 1 diabetes (T1D). Current therapies are effective in preventing SHEs in 50–80% of patients with IAH and SHEs, leaving a substantial number of patients at risk. We evaluated the effectiveness and safety of a standardized human pancreatic islet product in subjects in whom IAH and SHEs persisted despite medical treatment. RESEARCH DESIGN AND METHODS This multicenter, single-arm, phase 3 study of the investigational product purified human pancreatic islets (PHPI) was conducted at eight centers in North America. Forty-eight adults with T1D for >5 years, absent stimulated C-peptide, and documented IAH and SHEs despite expert care were enrolled. Each received immunosuppression and one or more transplants of PHPI, manufactured on-site under good manufacturing practice conditions using a common batch record and standardized lot release criteria and test methods. The primary end point was the achievement of HbA1c <7.0% (53 mmol/mol) at day 365 and freedom from SHEs from day 28 to day 365 after the first transplant. RESULTS The primary end point was successfully met by 87.5% of subjects at 1 year and by 71% at 2 years. The median HbA1c level was 5.6% (38 mmol/mol) at both 1 and 2 years. Hypoglycemia awareness was restored, with highly significant improvements in Clarke and HYPO scores (P > 0.0001). No study-related deaths or disabilities occurred. Five of the enrollees (10.4%) experienced bleeds requiring transfusions (corresponding to 5 of 75 procedures), and two enrollees (4.1%) had infections attributed to immunosuppression. Glomerular filtration rate decreased significantly on immunosuppression, and donor-specific antibodies developed in two patients. CONCLUSIONS Transplanted PHPI provided glycemic control, restoration of hypoglycemia awareness, and protection from SHEs in subjects with intractable IAH and SHEs. Safety events occurred related to the infusion procedure and immunosuppression, including bleeding and decreased renal function. Islet transplantation should be considered for patients with T1D and IAH in whom other, less invasive current treatments have been ineffective in preventing SHEs.

Insulin-secreting β cells and glucagon-secreting α cells maintain physiological blood glucose levels, and their malfunction drives diabetes development. Using ChIP sequencing and RNA sequencing analysis, we determined the epigenetic and transcriptional landscape of human pancreatic α, β, and exocrine cells. We found that, compared with exocrine and β cells, differentiated α cells exhibited many more genes bivalently marked by the activating H3K4me3 and repressing H3K27me3 histone modifications. This was particularly true for β cell signature genes involved in transcriptional regulation. Remarkably, thousands of these genes were in a monovalent state in β cells, carrying only the activating or repressing mark. Our epigenomic findings suggested that α to β cell reprogramming could be promoted by manipulating the histone methylation signature of human pancreatic islets. Indeed, we show that treatment of cultured pancreatic islets with a histone methyltransferase inhibitor leads to colocalization of both glucagon and insulin and glucagon and insulin promoter factor 1 (PDX1) in human islets and colocalization of both glucagon and insulin in mouse islets. Thus, mammalian pancreatic islet cells display cell-type–specific epigenomic plasticity, suggesting that epigenomic manipulation could provide a path to cell reprogramming and novel cell replacement-based therapies for diabetes.

The application of isolated pancreatic islet transplantation for treatment of diabetes mellitus has been hampered by the vulnerability of islet allografts to immunologic rejection. Rat islet allografts that were transplanted into the thymus of recipients treated with a single injection of anti-lymphocyte serum survived indefinitely. A state of donor-specific unresponsiveness was achieved that permitted survival of a second donor strain islet allograft transplanted to an extrathymic site. Maturation of T cell precursors in a thymic microenvironment that is harboring foreign alloantigen may induce the selective unresponsiveness. This model provides an approach for pancreatic islet transplantation and a potential strategy for specific modification of the peripheral immune repertoire.

Human pancreatic islets consist of multiple endocrine cell types. To facilitate the detection of rare cellular states and uncover population heterogeneity, we performed single-cell RNA sequencing (RNA-seq) on islets from multiple deceased organ donors, including children, healthy adults, and individuals with type 1 or type 2 diabetes. We developed a robust computational biology framework for cell type annotation. Using this framework, we show that α- and β-cells from children exhibit less well-defined gene signatures than those in adults. Remarkably, α- and β-cells from donors with type 2 diabetes have expression profiles with features seen in children, indicating a partial dedifferentiation process. We also examined a naturally proliferating α-cell from a healthy adult, for which pathway analysis indicated activation of the cell cycle and repression of checkpoint control pathways. Importantly, this replicating α-cell exhibited activated Sonic hedgehog signaling, a pathway not previously known to contribute to human α-cell proliferation. Our study highlights the power of single-cell RNA-seq and provides a stepping stone for future explorations of cellular heterogeneity in pancreatic endocrine cells.

Type 2 diabetic subjects manifest both disordered insulin action and abnormalities in their pancreatic islet cells. Whether the latter represents a primary defect or is a consequence of the former is unknown. To examine the β-cell mass and function of islets from type 2 diabetic patients directly, we isolated islets from pancreata of type 2 diabetic cadaveric donors (n = 14) and compared them with islets from normal donors (n = 14) matched for age, BMI, and cold ischemia time. The total recovered islet mass from type 2 diabetic pancreata was significantly less than that from nondiabetic control subjects (256,260 islet equivalents [2,588 IEq/g pancreas] versus 597,569 islet equivalents [6,037 IEq/g pancreas]). Type 2 diabetic islets were also noted to be smaller on average, and histologically, islets from diabetic patients contained a higher proportion of glucagon-producing α-cells. In vitro study of islet function from diabetic patients revealed an abnormal glucose-stimulated insulin release response in perifusion assays. In addition, in comparison with normal islets, an equivalent number of type 2 diabetic islets failed to reverse hyperglycemia when transplanted to immunodeficient diabetic mice. These results provide direct evidence for abnormalities in the islets of type 2 diabetic patients that may contribute to the pathogenesis of the disease.

Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a complex disease characterized by the inability of the insulin-producing β cells in the endocrine pancreas to overcome insulin resistance in peripheral tissues. To determine if microRNAs are involved in the pathogenesis of human T2DM, we sequenced the small RNAs of human islets from diabetic and nondiabetic organ donors. We identified a cluster of microRNAs in an imprinted locus on human chromosome 14q32 that is highly and specifically expressed in human β cells and dramatically downregulated in islets from T2DM organ donors. The downregulation of this locus strongly correlates with hypermethylation of its promoter. Using HITS-CLIP for the essential RISC-component Argonaute, we identified disease-relevant targets of the chromosome 14q32 microRNAs, such as IAPP and TP53INP1, that cause increased β cell apoptosis upon overexpression in human islets. Our results support a role for microRNAs and their epigenetic control by DNA methylation in the pathogenesis of T2DM.