La académica postdoctoral de Gladstone Ke Li, autora principal del artículo. / GLADSTONE INSTITUTES - CHRIS GOODFELLOW
PUBLICADO EN 'CELL STEM CELL'
Reprograman células de la piel para secretar insulina y así combatir la diabetes tipo 1
JANO.es · 07 Febrero 2014 12:33
Científicos de Gladstone Institutes logran, a partir de la transformación de fibroblastos en células similares a las del endodermo, una imitación de las células del páncreas que, al madurar, resultan en células beta, esto es, en secretoras de insulina.
Científicos de los Institutos Gladstone, en San Francisco, California, Estados Unidos, han desarrollado una técnica en modelos animales que podría reponer las células destruidas por la diabetes tipo 1. El hallazgo, publicado en Cell Stem Cell, es un paso importante con vistas a liberar a los pacientes de las inyecciones que deben administrarse de por vida.
La diabetes tipo 1, que suele manifestarse durante la infancia, es causada por la destrucción de las células beta, un tipo de células que normalmente se alojan en el páncreas y producen una hormona llamada insulina sin la cual los órganos del cuerpo tienen dificultad para absorber los azúcares, como la glucosa, de la sangre. La enfermedad se puede controlar midiendo los niveles de glucosa y mediante inyecciones de insulina, aunque una mejor solución sería recolocar las células beta que faltan. Sin embargo, estas células son difíciles de conseguir, por lo que los investigadores se han centrado en la tecnología de células madre como una manera de fabricarlas.
"La medicina regenerativa puede proporcionar una fuente ilimitada de células beta funcionales productoras de insulina que pueden ser trasplantadas en el paciente", destaca el doctor Sheng Ding, quien también es profesor en la Universidad de California, San Francisco (UCSF). "Pero los intentos anteriores para producir grandes cantidades de células beta saludables y desarrollar un sistema viable no han tenido un éxito total. Así que adoptamos un enfoque algo diferente", explica.
Uno de los principales desafíos para la generación de grandes cantidades de células beta es que estas células tienen una capacidad regenerativa limitada, por lo que, una vez que maduran, es difícil fabricar más. Así que el equipo de investigadores de este trabajo decidió dar un paso atrás en el ciclo vital de la célula.
Los científicos reunieron células de la piel, llamadas fibroblastos, de ratones de laboratorio y, luego, mediante un 'cóctel' de moléculas y factores de reprogramación, transformaron estos fibroblastos en células similares a las del endodermo, que son un tipo de células que se encuentra en el embrión temprano y que finalmente maduran en los órganos principales del cuerpo, incluyendo el páncreas.
"Mediante el uso de otro cóctel químico, transformamos estas células del endodermo en células que imitaban las células del páncreas como al principio, que denominamos PPLC", relata la académica postdoctoral de Gladstone Ke Li, autora principal del artículo.
"Nuestro objetivo inicial era ver si podíamos lograr que estas PPLC maduraran para convertirse en células que, al igual que las células beta, respondan a las señales químicas correctas y, lo más importante, secreten insulina. Y nuestros experimentos iniciales, realizados en una placa de Petri, revelaron que lo hicieron", prosigue.
El equipo de investigación entonces quería ver si ocurría lo mismo en modelos de animales vivos, así que trasplantaron PPLC en ratones modificados para tener hiperglucemia (altos niveles de glucosa), un indicador clave de la diabetes.
La diabetes tipo 1, que suele manifestarse durante la infancia, es causada por la destrucción de las células beta, un tipo de células que normalmente se alojan en el páncreas y producen una hormona llamada insulina sin la cual los órganos del cuerpo tienen dificultad para absorber los azúcares, como la glucosa, de la sangre. La enfermedad se puede controlar midiendo los niveles de glucosa y mediante inyecciones de insulina, aunque una mejor solución sería recolocar las células beta que faltan. Sin embargo, estas células son difíciles de conseguir, por lo que los investigadores se han centrado en la tecnología de células madre como una manera de fabricarlas.
"La medicina regenerativa puede proporcionar una fuente ilimitada de células beta funcionales productoras de insulina que pueden ser trasplantadas en el paciente", destaca el doctor Sheng Ding, quien también es profesor en la Universidad de California, San Francisco (UCSF). "Pero los intentos anteriores para producir grandes cantidades de células beta saludables y desarrollar un sistema viable no han tenido un éxito total. Así que adoptamos un enfoque algo diferente", explica.
Uno de los principales desafíos para la generación de grandes cantidades de células beta es que estas células tienen una capacidad regenerativa limitada, por lo que, una vez que maduran, es difícil fabricar más. Así que el equipo de investigadores de este trabajo decidió dar un paso atrás en el ciclo vital de la célula.
Los científicos reunieron células de la piel, llamadas fibroblastos, de ratones de laboratorio y, luego, mediante un 'cóctel' de moléculas y factores de reprogramación, transformaron estos fibroblastos en células similares a las del endodermo, que son un tipo de células que se encuentra en el embrión temprano y que finalmente maduran en los órganos principales del cuerpo, incluyendo el páncreas.
"Mediante el uso de otro cóctel químico, transformamos estas células del endodermo en células que imitaban las células del páncreas como al principio, que denominamos PPLC", relata la académica postdoctoral de Gladstone Ke Li, autora principal del artículo.
"Nuestro objetivo inicial era ver si podíamos lograr que estas PPLC maduraran para convertirse en células que, al igual que las células beta, respondan a las señales químicas correctas y, lo más importante, secreten insulina. Y nuestros experimentos iniciales, realizados en una placa de Petri, revelaron que lo hicieron", prosigue.
El equipo de investigación entonces quería ver si ocurría lo mismo en modelos de animales vivos, así que trasplantaron PPLC en ratones modificados para tener hiperglucemia (altos niveles de glucosa), un indicador clave de la diabetes.
Una 'relación directa' entre el trasplante de la PPLC y la reducción de la hiperglucemia
"Apenas una semana después del trasplante, los niveles de glucosa de los animales empezaron a descender acercándose gradualmente a niveles normales -continúa Ke Li-. Y cuando retiramos las células trasplantadas, vimos un pico inmediato de glucosa, lo que revela una relación directa entre el trasplante de la PPLC y la reducción de la hiperglucemia."
Cuando el equipo analizó los ratones ocho semanas después del trasplante, observó que la PPLC había dado paso a células betas secretoras de insulina completamente funcionales. "Estos resultados no hacen sino resaltar el poder de las pequeñas moléculas en la reprogramación celular y son una prueba de principio de que algún día podrían ser usadas como un enfoque terapéutico personalizado en los pacientes", sostiene Sheng Ding.
"Estoy particularmente entusiasmado con la idea de traducir estos resultados al sistema humano -afirma Matthias Hebrok, uno de los autores del estudio y director del Centro de Diabetes de UCSF--. En lo inmediato, esta tecnología en células humanas podría proporcionar avances significativos en nuestra comprensión de cómo los defectos inherentes en células beta provocan diabetes, acercándonos notablemente a la tan necesaria cura."
"Apenas una semana después del trasplante, los niveles de glucosa de los animales empezaron a descender acercándose gradualmente a niveles normales -continúa Ke Li-. Y cuando retiramos las células trasplantadas, vimos un pico inmediato de glucosa, lo que revela una relación directa entre el trasplante de la PPLC y la reducción de la hiperglucemia."
Cuando el equipo analizó los ratones ocho semanas después del trasplante, observó que la PPLC había dado paso a células betas secretoras de insulina completamente funcionales. "Estos resultados no hacen sino resaltar el poder de las pequeñas moléculas en la reprogramación celular y son una prueba de principio de que algún día podrían ser usadas como un enfoque terapéutico personalizado en los pacientes", sostiene Sheng Ding.
"Estoy particularmente entusiasmado con la idea de traducir estos resultados al sistema humano -afirma Matthias Hebrok, uno de los autores del estudio y director del Centro de Diabetes de UCSF--. En lo inmediato, esta tecnología en células humanas podría proporcionar avances significativos en nuestra comprensión de cómo los defectos inherentes en células beta provocan diabetes, acercándonos notablemente a la tan necesaria cura."
Cell Stem Cell (2014); doi: 10.1016/j.stem.2014.01.006
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