Diabetes tipo 1: acercándose al tratamiento que genera nuevas células de insulina
Investigaciones recientes han abierto nuevos caminos en la búsqueda de un tratamiento para la diabetes tipo 1 que genere células productoras de insulina.
Científicos de la Universidad de Copenhague en Dinamarca y el Helmholtz Zentrum München en Neuherberg, Alemania han mapeado las señales que determinan el destino de las células progenitoras en el páncreas.
Estas células inmaduras pueden convertirse en células de los islotes que producen insulina u otro tipo de célula.
El periódico Naturaleza presenta un artículo sobre los hallazgos.
Esta investigación revela que las células progenitoras pancreáticas rebotan y que su entorno inmediato, o matriz extracelular, juega un papel importante en la decisión de su destino.
"Ahora hemos podido", dice el profesor Henrik Semb, autor principal y director del Instituto de Investigación de Células Madre Traslacionales en Helmholtz Zentrum München, "mapear la señal que determina si las células progenitoras pancreáticas se convertirán en endocrinas, como la insulina. produciendo células beta, o células de conductos ".
Diabetes tipo 1 y células de los islotes
La insulina es una hormona que ayuda a las células a absorber la glucosa y a utilizarla para producir energía.
La diabetes se desarrolla cuando el nivel de azúcar en sangre del cuerpo es demasiado alto. Esto puede suceder porque no hay suficiente insulina (diabetes tipo 1) o porque las células no pueden usarla correctamente (diabetes tipo 2).
Las cifras de 2015 de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) sugieren que alrededor de 30,3 millones de personas en los Estados Unidos tenían diabetes ese año. Aproximadamente el 5 por ciento de ellos tiene diabetes tipo 1 y requiere un tratamiento diario con insulina.
La diabetes tipo 1 se desarrolla cuando el sistema inmunológico destruye las células productoras de insulina en el páncreas.
Estas células existen en grupos llamados islotes de Langerhans, que contienen varios tipos de células que producen hormonas. Las que producen insulina se denominan células beta.
El estudio reciente se centró en las células progenitoras. Estas células inmaduras son "descendientes tempranos" de las células madre.
Al igual que las células madre, las células progenitoras pueden convertirse en uno o más tipos de células. Sin embargo, a diferencia de las células madre, no pueden seguir dividiéndose y reproduciéndose indefinidamente. Además, las células progenitoras pueden madurar en una gama más limitada de tipos de células que las células madre.
Las células progenitoras están "constantemente" en movimiento
Las células progenitoras son difíciles de estudiar porque no se quedan quietas. “Se mueven constantemente dentro del páncreas en desarrollo, lo que lleva a frecuentes cambios ambientales”, señala el Prof. Semb.
Compara las celdas con los pinballs que rebotan en una máquina: su "puntuación final se basa en la suma de los encuentros de pines".
Para examinar cómo cada progenitor respondió a su entorno sin la interferencia de otras células, él y sus colegas tomaron progenitores desarrollados a partir de células madre humanas y los sembraron en portaobjetos de vidrio que contenían micropatrones de proteínas de matriz.
El profesor Semb dice que los investigadores quedaron muy sorprendidos por lo que descubrieron.
Descubrieron que las diferentes interacciones con los componentes de la matriz extracelular alteraron el "estado de fuerza mecánica dentro del progenitor".
“Estas fuerzas son el resultado de interacciones entre la matriz extracelular, que está fuera de la célula, y el citoesqueleto de actina, que está dentro de la célula”, añade.
¿Célula endocrina o de conducto?
Con la ayuda de más experimentos, el equipo descubrió que la exposición a varias proteínas en la matriz extracelular guiaba a los progenitores a su destino de diferentes maneras.
Dependiendo de las fuerzas involucradas, las células progenitoras se convirtieron en células de conductos o células de los islotes productoras de hormonas (endocrinas).
“Los experimentos muestran que la exposición a la laminina de la matriz extracelular instruye a las células progenitoras hacia un destino endocrino al reducir las fuerzas mecánicas dentro de las células”, explica el Prof. Semb.
“A la inversa, la exposición a la fibronectina da como resultado el destino de un conducto debido al aumento de las fuerzas mecánicas”, agrega.
"Nuestro descubrimiento abre nuevos caminos porque explica cómo las células progenitoras multipotentes maduran en diferentes tipos de células durante la formación de órganos".
Prof. Henrik Semb
Los hallazgos del equipo deberían ayudar a informar el desarrollo de tratamientos que producen células productoras de insulina a partir de células madre.
"Ahora podemos reemplazar un número significativo de sustancias derivadas empíricamente, cuyo modo de acción en los protocolos de diferenciación de vanguardia actuales se desconoce en gran medida, con inhibidores de moléculas pequeñas que se dirigen a componentes específicos de la vía de mecanoeñalización recientemente identificada", dijo el Prof. Semb. comentarios.
Agrega que el estudio también ha proporcionado un conjunto de herramientas de ingeniería de precisión que podrían ser útiles en el desarrollo de tratamientos de reemplazo celular, no solo para la diabetes tipo 1 sino también para otras afecciones graves, como las enfermedades neurodegenerativas.
En un video de Helmholtz Zentrum München, el profesor Semb resume la investigación y explica el papel influyente de la matriz extracelular en la determinación del destino de las células pancreáticas inmaduras.
