Los libros de texto de biología nos enseñan que los tipos de células adultas permanecen fijos en la identidad que han adquirido tras la diferenciación. Al inducir a las células pancreáticas humanas no productoras de insulina a modificar su función para producir insulina de manera sostenible, investigadores de la Universidad de Ginebra UNIGE, Suiza, muestran por primera vez que la capacidad de adaptación de nuestras células es mucho mayor de lo que se pensaba. Además, esta plasticidad no sería exclusiva de las células pancreáticas humanas. Una revolución para la biología celular, que se descubrirá en la revista Naturaleza .
El páncreas humano alberga varios tipos de células endocrinas α, β, δ, ε y ϒ que producen diferentes hormonas responsables de regular los niveles de azúcar en sangre. Estas células se agrupan en pequeños grupos, llamados islotes pancreáticos o islotes de Langerhans. Diabetesocurre cuando, en ausencia de células β funcionales, los niveles de azúcar en sangre ya no se controlan. En la Facultad de Medicina de la UNIGE, el profesor Pedro Herrera y su equipo ya habían demostrado, en ratones, que el páncreas tiene la capacidad de regenerar nuevas células de insulinaa través de un mecanismo espontáneo de cambio de identidad de otras células pancreáticas. Pero ¿qué pasa con el ser humano? Además, ¿es posible promover artificialmente esta conversión?
De una hormona a otra: un cambio a largo plazo
Para explorar si las células humanas tienen esta capacidad de adaptación, los científicos de Ginebra utilizaron islotes de Langerhans de donantes diabéticos y no diabéticos. Primero clasificaron los diferentes tipos de células para estudiar dos de ellos en particular: células α productoras de glucagón yϒ células células polipeptídicas pancreáticas. "Dividimos nuestras células en dos grupos: uno en el que introdujimos solo un trazador de células fluorescentes y el otro en el que, además, añadimos genes que producen factores de transcripción de insulina específicos de las células β", explicaPedro Herrera.
Los investigadores luego reconstruyeron "pseudo-islotes", con solo un tipo de célula a la vez para estudiar con precisión su comportamiento. "Primera observación: el simple hecho de agregar células, incluso en pseudo-islotes monotípicos, estimula la expresión de ciertos genesvinculado a la producción de insulina, como si las células "no β" detectaran naturalmente la ausencia de sus "hermanas". Sin embargo, para que las células comenzaran a producir insulina, tuvimos que estimular artificialmente la expresión de una o dos células β clavegenes ", dice Kenichiro Furuyama, investigador del Departamento de Medicina Genética de la Facultad de Medicina de la UNIGE y primer autor de este trabajo. Una semana después de que comenzara el experimento, el 30% de las células α producían y secretaban insulina enrespuesta a la glucosa. Las células, bajo el mismo tratamiento, fueron aún más efectivas y numerosas para convertir y secretar insulina en respuesta a la glucosa.
En un segundo paso, los investigadores trasplantaron estos pseudo-islotes monotípicos de células α humanas modificadas en ratones diabéticos. "Las células humanas demostraron ser muy efectivas. ¡Los ratones se recuperaron!", Regocija Pedro Herrera. "Y como era de esperar, cuando estos humanosSe retiraron los trasplantes celulares los ratones volvieron a ser diabéticos. Obtuvimos los mismos resultados con células tanto de donantes diabéticos como no diabéticos, demostrando que esta plasticidad no se ve dañada por la enfermedad. Además, esto funciona a largo plazo: seis meses despuéstrasplante, los pseudo-islotes modificados continuaron secretando insulina humana en respuesta a niveles altos de glucosa ".
Células que son más resistentes en la diabetes autoinmune
Un análisis detallado de estas células de glucagón humano que se han convertido en productoras de insulina muestra que conservan una identidad celular cercana a la de las células α. La diabetes autoinmune, o diabetes tipo 1, se caracteriza por la destrucción de las células β por el sistema inmunológico deLuego, los investigadores se preguntaron si estas células α modificadas también serían el objetivo de la autoinmunidad, ya que siguen siendo diferentes de las células β. Para probar su resistencia, las cultivaron conjuntamente con células T de pacientes con diabetes tipo 1 ".que las células α modificadas desencadenaron una respuesta inmune más débil y, por lo tanto, es menos probable que se destruyan que las células β nativas "
Hoy en día, el trasplante de páncreas se realiza en casos de diabetes extremadamente grave, trasplantando todo el páncreas o, preferiblemente, solo islotes pancreáticos, un abordaje mucho menos invasivo. Esta técnica es muy eficaz, pero tiene sus límites: como cualquier trasplante,va de la mano con el tratamiento inmunosupresor. A pesar de ello, las células trasplantadas desaparecen a los pocos años. "Aquí tiene sentido la idea de utilizar las capacidades regenerativas intrínsecas del cuerpo humano", enfatiza Pedro Herrera. Sin embargo, quedan muchos obstáculos antes deEl tratamiento resultante de nuestro descubrimiento puede ser propuesto. "De hecho, debemos encontrar una manera, farmacológica o mediante terapia génica, de estimular este cambio de identidad en las células involucradas dentro del propio páncreas del paciente, pero sin causar efectos adversos en otros tipos de células.", agrega. El camino será difícil y largo. Este trabajo fue financiado por el NIH-NIDDK Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales, parte de los EE. UU. NatInstitutos Nacionales de Salud, un bono de excelencia de la Fundación Nacional de Ciencias de Suiza SNFS y la "Fondation privée des HUG", entre otros.
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Materiales proporcionado por Universidad de Genève . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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