Los científicos de Salk han resuelto un problema de larga data en el esfuerzo por crear células de reemplazo para pacientes diabéticos. El equipo descubrió un interruptor de energía oculto que, cuando se activa, activa las células pancreáticas para responder a la glucosa, un paso que eludió la investigación previa. El resultadoes la producción de cientos de millones de células beta humanas producidas en laboratorio, capaces de aliviar la diabetes en ratones.
Durante más de una década, los científicos de todo el mundo se esforzaron por reemplazar las células beta pancreáticas defectuosas relacionadas con la destrucción inmune en niños diabetes tipo 1 o la diabetes asociada a la obesidad en adultos diabetes tipo 2. Aunque las células producidas en un plato fueroncapaces de producir insulina, eran lentos o simplemente no podían responder a la glucosa.
"Encontramos el interruptor de energía faltante necesario para producir células beta humanas robustas y funcionales, lo que podría convertir este descubrimiento en un tratamiento viable para la diabetes humana", dice Ronald Evans, coautor principal y director del Laboratorio de Expresión Genética en Salk.El nuevo trabajo fue publicado en metabolismo celular el 12 de abril de 2016.
La tecnología Salk comienza con las células pluripotentes inducidas iPSC, una técnica de células madre en la que el tejido de un paciente, como la piel, se reprograma en otros tipos de células, como el páncreas. Este paso produce el precélulas beta, que producen insulina pero aún no son funcionales. Si bien varios grupos de investigación llegaron a esta coyuntura, el camino hacia las células funcionales no estaba claro.
"Las células beta pancreáticas deben ser capaces de hacer dos cosas para funcionar de manera efectiva: responder a la glucosa y producir insulina", dice Evans, quien también es investigador del Instituto Médico Howard Hughes y Presidente de March of Dimes en Biología Molecular y del Desarrollo ".Nadie había sido capaz de descubrir cómo hacer células pancreáticas a partir de pacientes humanos que puedan hacer ambas cosas hasta ahora ".
El equipo de Salk estudió de cerca la biología básica de una célula beta y descubrió varios interruptores moleculares, llamados factores de transcripción, que se desactivaron pero podrían controlar la transición a un estado completamente funcional. La "salsa secreta", encontró el equipo de Salk,fue un cambio particular que el laboratorio de Evans había estudiado durante años por su papel en la señalización celular. Este cambio de proteína, llamado ERR-gamma, resultó ser crucial para despertar células silenciosas tipo beta que ahora podrían responder a la glucosa y liberar insulina en consecuencia.
"Este avance dará como resultado una respuesta de insulina mejor controlada que los tratamientos disponibles actualmente", dice Michael Downes, coautor principal y científico senior de Salk. "Anteriormente no se sabía nada sobre el proceso de maduración en las células beta.en esa caja negra y ahora sabemos lo que está sucediendo ". Agrega que la técnica del equipo es una forma fácil, rápida y económica de hacer que las células beta pancreáticas humanas trasplantables en un plato que coincida genéticamente con los pacientes.
"Cuando agregamos ERR-gamma a las células beta pre-diabéticas en un plato, creamos con éxito una célula similar a la beta sensible a la glucosa", dice Eiji Yoshihara, primer autor del artículo y asociado de investigación de Salk. "Ycuando eliminamos ERR-gamma de los animales, se elimina la respuesta de glucosa, lo que demuestra que el factor es el regulador maestro de la maduración de la célula beta ".
¿Pero pueden estas células beta tratar con éxito la diabetes? Los investigadores de Salk descubrieron que, de hecho, cuando las células beta maduras se trasplantaron en ratones diabéticos tipo 1, el procedimiento rescató rápidamente su diabetes ". Con suerte, esto refleja lo que sucedería en la clínica- después de que alguien es diagnosticado con diabetes, podría recibir este tratamiento ", dice Evans." Es emocionante porque sugiere que las células en un plato están listas para funcionar ".
Los investigadores esperan pasar a los ensayos en humanos en los próximos años.
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Materiales proporcionado por Instituto Salk . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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