Los investigadores de diabetes han desconcertado durante décadas sobre por qué las células beta productoras de insulina en un islote pancreático a menudo se ven y se comportan de manera bastante diferente a sus contrapartes en el mismo islote o en islotes cercanos. Utilizando marcadores celulares de envejecimiento recientemente identificados, los científicos del Centro de Diabetes Joslin ahorahan demostrado que esta diversidad puede ser impulsada, al menos en parte, por poblaciones de células beta de diferentes edades dentro del páncreas.
Además, el equipo de Joslin demostró que el envejecimiento de las células beta, con las pérdidas asociadas de su secreción de insulina, puede acelerarse por la resistencia a la insulina, una condición que puede conducir a la diabetes tipo 2.
"Esta investigación abre un conjunto completamente nuevo de preguntas sobre el desarrollo de la diabetes tipo 2", dice Susan Bonner-Weir, investigadora principal de Joslin y autora correspondiente en un artículo que describe el trabajo en la revista metabolismo celular . La enfermedad empeora con el tiempo a medida que las células beta mueren o se desempeñan con menos eficacia, por razones que no se comprenden bien.
Los científicos saben desde hace tiempo que las células beta cambian significativamente con el tiempo, dice Bonner-Weir, quien también es profesora de medicina en la Escuela de Medicina de Harvard HMS. En 2011, por ejemplo, su laboratorio demostró que las células beta en ratas recién nacidas soncélulas inmaduras con expresión y función génica muy diferentes a las células beta adultas.
El trabajo más reciente de su laboratorio, dirigido por la instructora de HMS Cristina Aguayo-Mazzucato, comenzó con ratones muy viejos, creados para otro experimento, cuyas células beta emitieron señales fluorescentes. Los investigadores pudieron comparar las células beta productoras de insulina de estos ratones conlos de ratones más jóvenes y genéticamente idénticos para examinar las características de las células a lo largo de la vida útil del ratón.
Mientras lo hacían, Aguayo-Mazzucato y sus colegas se sorprendieron por la dramática diferencia en los genes expresados por las células beta en animales de varias edades. Los investigadores hicieron un seguimiento para identificar marcadores de envejecimiento en estas células, usando varios modelos de ratones:uno con intolerancia a la glucosa que contribuye a la progresión de la diabetes tipo 2 y otro que muestra marcadores de envejecimiento rápido.
Los científicos identificaron varios marcadores del envejecimiento de las células beta, incluida una proteína llamada IGF1R que es un jugador importante en la supervivencia celular. Los marcadores destacaron la sorprendente diversidad del envejecimiento de las células beta y el deterioro funcional, tanto dentro como entre los islotes en el ratón ypáncreas humanos.
Esta diversidad de edad entre las células beta puede ser responsable, al menos en parte, de la notable heterogeneidad que se ha observado tanto en ratones como en humanos. "Demostramos que esta heterogeneidad puede basarse en diferentes poblaciones de células beta de diferentes edades".Bonner-Weir dice: "Incluso en animales jóvenes, donde muchas células beta aún son inmaduras, es posible que tenga otras células beta que están al final de su vida útil. Cada etapa de la vida puede tener un fenotipo diferente diferente expresión y función del gen quelas otras etapas "
La heterogeneidad puede reflejar la esperanza de vida típica de estas células. "Hay mucho crecimiento en las células beta hasta la pubertad o incluso en la edad adulta, pero después de eso, hay una rotación muy lenta", dice. "Algunas células llegan al finalde su vida útil y mueren, y se crean algunas otras células ".
El equipo de Joslin pasó a estudiar el efecto del estrés metabólico sobre los signos del envejecimiento. En un conjunto de experimentos, cuando los científicos aumentaron la resistencia a la insulina al dar a los ratones un compuesto que corta la señalización de la insulina, vieron una mayor expresión de varios marcadores de envejecimientoen las células beta.
En otro esfuerzo, al examinar las muestras de páncreas humano, los científicos descubrieron que dos de los marcadores de envejecimiento aumentaron significativamente entre las personas con diabetes tipo 2. Los investigadores también detectaron un sorprendente número de células beta envejecidas en personas tan jóvenes como de 20 años.
"Seguiremos utilizando más islotes humanos y tratando de entender cuántas de estas funciones se traducen de modelos animales a humanos", dice Bonner-Weir, quien señala que los islotes humanos son mucho más diversos que los de los animales de laboratorio.
Su grupo también investigará más a fondo sus hallazgos, incluidos los factores de identificación que estimulan el envejecimiento en las células beta, examinando si este envejecimiento es reversible y encontrando formas potenciales de reducir el estrés metabólico relacionado.
Además, el equipo de Joslin estudiará por qué los islotes pancreáticos cercanos pueden mostrar diferencias tan dramáticas en el envejecimiento de las células beta. Una hipótesis es que las células beta en algunos islotes pueden permanecer latentes hasta que se necesiten y, por lo tanto, no envejecer tan rápido, dice Bonner-Weir.Otro, más controvertido, es que nuevos islotes pueden crecer en nuevos lóbulos pancreáticos que aparecen en la edad adulta.
La investigación también puede ayudar a sugerir respuestas a algunos acertijos en la diabetes tipo 1, dice, incluyendo por qué algunas células parecen ser más resistentes al ataque autoinmune que causa la enfermedad y cómo se pueden encontrar las células beta en algunas personas que tienentenía la condición por décadas.
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Materiales proporcionado por Centro de diabetes Joslin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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