Los investigadores de UT Southwestern informan que el desarrollo del páncreas endocrino es promovido por una red similar a una red de tubos epiteliales que existen solo de forma transitoria en el embrión en desarrollo. Los hallazgos, publicados en línea por Genes y desarrollo, sugiera que una comprensión más profunda de este "nicho" de diferenciación endocrina podría impulsar el desarrollo de nuevos tratamientos para la diabetes.
Investigadores de los Departamentos de Biología Molecular y Medicina Interna División de Nefrología colaboraron en la investigación, que fue codirigida por los doctores Ondine Cleaver y Denise K. Marciano. A continuación, el primer autor del estudio y estudiante graduado D. Berfin Azizoglu, El Dr. Cleaver, profesor asociado de biología molecular y miembro del Centro Hamon de Ciencia y Medicina Regenerativa, el Dr. Marciano, profesor asistente de medicina interna y el investigador postdoctoral Dr. Caitlin Braitsch discuten los resultados de su estudio.
P: ¿Qué avance hizo el equipo?
Nuestro grupo demostró que la generación de células endocrinas pancreáticas, incluidas las células beta responsables de producir insulina en nuestros cuerpos, es promovida por un microambiente especializado dentro del páncreas embrionario. La alteración de este microambiente puede alterar la masa endocrina.
Las células endocrinas existen en grupos llamados "islotes de Langerhans". Son estas células las que se destruyen o dejan de funcionar en pacientes diabéticos. Descubrimos que estas células dependen de la arquitectura de su microambiente y que la red en forma de red de tubos pancreáticos sirve comoun microambiente funcional para la producción de células endocrinas. Investigaciones previas han identificado esta red como el lugar donde surge una célula progenitora endocrina célula madre durante el desarrollo.
Alteramos este microambiente eliminando Afadin, que es una proteína necesaria para la remodelación de los tubos. Esta alteración reveló que el aumento del volumen general de estos tubos durante el desarrollo pancreático dio como resultado un aumento de la masa de células endocrinas, lo que sugiere que estos tubos actúan como promotoresdel desarrollo de células endocrinas.
P: ¿Por qué es un paso importante o clave para los investigadores?
El desarrollo de células endocrinas pancreáticas ha sido un tema de investigación importante durante muchos años y ha informado estudios destinados a generar células beta de reemplazo, que son las células que se vuelven no funcionales en la diabetes. Muchos pasos clave de la diferenciación de las células endocrinas se han caracterizado bien,pero si la arquitectura del microambiente que contiene los progenitores es importante para el desarrollo endocrino adecuado sigue siendo cuestionable. Nuestro trabajo muestra que los tubos pancreáticos en desarrollo se organizan en una red tipo red en oposición a un árbol ramificado de tubos que se encuentra en el páncreas maduro y creanun hogar que promueve la generación de células endocrinas. La formación de más de estos tubos da como resultado más células endocrinas.
P: ¿Cuáles son las implicaciones de la investigación para enfermedades o afecciones, o para proporcionar una nueva vía de investigación?
La deficiencia de células endocrinas conduce a la diabetes, que en teoría puede curarse proporcionando células endocrinas funcionales a los pacientes. Los recientes avances en la biología de las células madre nos han permitido fabricar células similares a las endocrinas en el laboratorio. Sin embargo, estas células hasta ahora no han logradohacer el trabajo y necesita más mejoras para ser terapéuticamente viable.
Nuestro trabajo revela características importantes del lugar de nacimiento de las células endocrinas, y muestra que el agrandamiento de este microambiente induce la generación de más células endocrinas. Estos hallazgos sugieren que las células endocrinas hechas en laboratorio podrían mejorarse desarrollando estas células en un microambiente que se asemeje a sulugar de nacimiento. Esta sugerencia está respaldada por un reciente impulso en la generación de células endocrinas cuando las células crecieron en una matriz tridimensional, lo que demuestra que la conformación del tejido es influyente para la adecuada expansión y diferenciación endocrina.
P: ¿Cómo ayudará potencialmente esta investigación a los pacientes en el futuro?
Al recrear el microambiente para el desarrollo de células endocrinas en el laboratorio, podemos lograr un objetivo a largo plazo en la investigación de la diabetes: producir eficientemente células endocrinas sensibles a la glucosa completamente funcionales a partir de células madre de un paciente. Estas células podrían entoncesse trasplantará nuevamente al paciente, y allí producirá insulina normalmente.
P: ¿Cómo ayuda este estudio a otros científicos?
Durante décadas, los investigadores en los campos de desarrollo del páncreas y diabetes han estado tratando de entender cómo se hacen las células endocrinas. Se sabía que las células endocrinas pancreáticas emergían a lo largo de los tubos pancreáticos, pero dado que estos tubos se extienden por todo el órgano, la ubicación exacta del sistema endocrinoera difícil determinar la emergencia celular. Ahora tenemos evidencia de que el desarrollo endocrino es promovido específicamente por un conjunto de tubos interconectados, similares a una red, que existen solo transitoriamente en el páncreas embrionario. Al estudiar estos tubos, su microambiente y sus componentes celulares y moleculares,Esperamos conocer las condiciones necesarias para producir células endocrinas completamente funcionales.
P: ¿Qué precauciones si se debe considerar alguna?
Para comprender si los tubos en forma de red promueven el desarrollo endocrino, hemos utilizado un enfoque genético que detiene los tubos en una conformación similar a una red, mientras que normalmente, están en esta conformación solo por un corto período de tiempo. Esta perturbación tuvo otros efectos, comoaumento del diámetro del tubo, discontinuidad del tubo y reducción del tamaño del órgano Estos aspectos no parecen obstaculizar la generación de células endocrinas, sin embargo, no podemos descartar la posibilidad de que estas alteraciones contribuyan al aumento de la masa endocrina a través de mecanismos desconocidos.Se necesitarán diferentes enfoques para alterar el microambiente del tubo y otros aspectos arquitectónicos del epitelio progenitor pancreático para determinar sus efectos sobre el desarrollo de las células endocrinas.
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Materiales proporcionado por UT Southwestern Medical Center . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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