Tratar la diabetes mediante cápsulas de células pancreáticas
Jueves, 28 enero 2016
En los pacientes que sufren de diabetes tipo 1, el sistema inmunitario ataca al páncreas, dejando al final a los pacientes sin la capacidad de controlar de forma natural el azúcar en sangre. Estos pacientes deben vigilar cuidadosamente la cantidad de azúcar en su sangre, midiéndola varias veces al día y después inyectarse insulina para mantener los niveles dentro de un rango saludable. Sin embargo, es difícil alcanzar un control preciso del azúcar en sangre, y como resultado de ello los pacientes se enfrentan a una serie de problemas médicos a largo plazo.
Muchos investigadores creen que reemplazar las células de los islotes pancreáticos destruidas de los pacientes con células sanas que pudieran encargarse de la vigilancia de la glucosa y de la liberación de insulina sería un tratamiento mejor. Este enfoque ha sido utilizado en cientos de pacientes, pero tiene un gran inconveniente: sus sistemas inmunitarios atacan las células trasplantadas, lo que les obliga a tomar fármacos inmunosupresores durante el resto de sus vidas.
Ahora, un nuevo avance del equipo de Daniel Anderson, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en la ciudad estadounidense de Cambridge, podría ofrecer una forma de satisfacer plenamente la promesa del trasplante de células de los islotes pancreáticos. Los investigadores han diseñado un material que puede usarse para encapsular células de los islotes humanas antes de trasplantarlas. En pruebas con ratones, demostraron que esas células humanas encapsuladas podían curar la diabetes durante hasta seis meses, sin provocar una respuesta inmunitaria.
![[Img #33493]](http://noticiasdelaciencia.com/upload/img/periodico/img_33493.jpg "Estas células productoras de insulina, estimuladas con glucosa y derivadas de células madre, se hallan protegidas dentro de cápsulas que han sido diseñadas para ser invisibles para el sistema inmunitario anfitrión. (Foto: cortesía de los investigadores)")
Aunque se necesita investigar más, este enfoque tiene el potencial de proporcionar a los diabéticos lo que a efectos prácticos sería un nuevo páncreas, protegido además del sistema inmunitario, lo que les permitiría controlar su azúcar en sangre sin tomar fármacos.
Nuevo compuesto que impide la aparición de diabetes tipo 1
Unos científicos han probado con éxito en animales un potente compuesto sintético que previene la diabetes tipo 1.
La diabetes tipo 1 es una consecuencia de la destrucción autoinmune de células beta productoras de insulina en el páncreas. Si bien los tratamientos habituales para la enfermedad tienen como objetivo reemplazar la insulina perdida, la potencial vía terapéutica investigada por el equipo de la bióloga Laura Solt, del Instituto Scripps de Investigación (campus de Júpiter, Florida), en Estados Unidos, se centra en la posibilidad de prevenir la devastación inicial causada por el sistema inmunitario, deteniendo la enfermedad incluso antes de que se inicie, cuando ya hay señales claras de que el individuo va camino de desarrollar dicha dolencia.
En las pruebas, Solt y sus colaboradores ensayaron un compuesto experimental conocido como SR1001 en modelos animales diabéticos no obesos. El compuesto actúa sobre una pareja de receptores que desempeñan papeles esenciales en el desarrollo de una población específica (Th17) de células inmunitarias asociadas con la enfermedad.
Dado que las células Th17 han sido relacionadas con una serie de enfermedades autoinmunes, incluyendo la esclerosis múltiple, el equipo de Solt pensó que inhibirlas en casos de diabetes tipo 1 posiblemente impediría el progreso de la enfermedad. Así ocurrió.
Los investigadores encontraron que el SR1001 eliminaba la incidencia de diabetes y minimizaba la insulitis, que es la inflamación correspondiente a las células productoras de insulina, y su destructora, en los animales tratados. El compuesto suprimió la respuesta inmunitaria, incluyendo la producción de células Th17, manteniendo al mismo tiempo los niveles normales de insulina; también incrementó la frecuencia de la expresión de Foxp3 en las células T, que controla el desarrollo y la función de un tipo de células inmunitarias llamadas células T reguladoras. Los animales del estudio nunca desarrollaron un nivel alto de azúcar que es indicador de la diabetes, y el daño sufrido por las células beta se redujo drásticamente, en comparación con animales que no habían sido tratados con el compuesto.
Los resultados de los experimentos aportan indicios firmes de que las células Th17 tienen un papel patológico en el desarrollo de la diabetes tipo 1, y que el uso de compuestos como el probado podría tener un potencial importante como terapia preventiva para ella.
Proteína hepática impulsa el crecimiento de las células productoras de insulina
Más de una cuarta parte de los 30 millones de personas con diabetes en los Estados Unidos dependen de inyecciones diarias de insulina para mantener sus niveles de glucosa en la angre en un rango saludable. Los científicos están investigando muchas técnicas para ayudar a tratar o potencialmente incluso curar muchos de estos pacientes mediante el aumento de las propias células productoras de insulina “beta” del páncreas. Ahora, investigadores de Joslin Diabetes Center han identificado una proteína clave producida en el hígado que ayuda a acelerar el crecimiento de estas células.
“Hacer que las células beta sean más funcionales es fundamental para el tratamiento de todas las formas de diabetes”, dice Rohit N. Kulkarni, MD, Ph.D., investigador senior en la Sección de Joslin y Biología Regenerativa en Centro de Diabetes Joslin y profesor de Medicina en la Universidad de Harvard Escuela de Medicina.
Si su equipo tiene éxito en el uso de proteínas que normalmente circulan en la sangre humana como factores de crecimiento de las células beta, el enfoque puede progresar hacia los ensayos clínicos más rápidamente que algunas posibles alternativas terapéuticas “porque quita la incertidumbre de lo que es un compuesto extranjero hace a otros tejidos en el cuerpo “, dice el Dr. Kulkarni.
En los informes de hoy publicados en la revista Cell Metabolism, una proteína llamada serpinB1 puede aumentar significativamente el crecimiento de las células beta en los seres humanos, ratones y peces cebra. Los ratones que fueron diseñados genéticamente para carecer de la proteína también tienen representada una disminución de la capacidad para crecer las células beta. Además, los investigadores demostraron que los niveles de serpinB1 en la sangre humana son más altos en personas con resistencia a la insulina, una condición que es un precursor de la diabetes. (Las personas con esta afección pueden evitar desarrollar diabetes mediante la compensación y generar más células beta, que se encuentran en los grupos de células pancreáticas conocidos como “islotes”, debido a los efectos de crecimiento de serpinB1.)
Dr. Kulkarni, autor principal Abdelfattah El Ouaamari, Ph.D., y sus colegas comenzaron su trabajo en ratones modificados genéticamente para crear resistencia a la insulina en el hígado. En un estudio anterior con este modelo de ratón, que aumenta la producción de células beta, que habían descubierto que las proteínas liberadas por el hígado y que circulan en la sangre estaban conduciendo a un aumento de la proliferación de las células beta.
En el estudio actual, los científicos trabajaron con Joslin Wei-Jun Qian, Ph.D., del Pacific Northwest National Laboratories para analizar las proteínas presentes en el plasma sanguíneo de estos ratones y en el líquido que rodea sus células hepáticas en cultivo. En ambos análisis, los investigadores vieron sorprendentemente altos niveles de serpinB1. El gen serpinB1 también fue altamente expresado en las células hepáticas.
A continuación, el grupo colaboró con Eileen Remold-O’Donnell, Ph.D., del Hospital Infantil de Boston, que tiene un interés de larga data en serpinas y cuyo grupo había construido una versión sintética de la proteína serpinB1. Cuando los investigadores incubaron ratón o islotes humanos con estas proteínas, se dieron cuenta de un aumento en la proliferación de las células beta.
Los científicos sabían que uno de los papeles de serpinB1 es inhibir la actividad de la elastasa, una enzima que corta un componente del tejido conectivo. Identificaron dos inhibidores de elastasa comerciales y encontraron que ambos compuestos planteadas impulsaron la producción de células beta en los islotes de ratón. Uno de los compuestos también lo hicieron en los islotes humanos. A continuación, los investigadores trasplantaron islotes humanos en un ratón con un sistema inmunológico empobrecido, junto con una pequeña bomba que libera el inhibidor de elastasa durante dos semanas. Las células beta humanas proliferaron, al igual que las propias células beta del ratón.
Además la construcción de sus pruebas, los investigadores experimentaron con ratones que fueron alterados genéticamente para eliminar el gen serpinB1, exponiendo estos ratones con dos medidas que promueven la producción de células beta en los ratones normales. En un experimento, los ratones modificados fueron puestos en una dieta alta en grasas. En un segundo experimento, los ratones recibieron un compuesto que eleva los niveles de glucosa en sangre. En ambos casos, los ratones que faltan serpinB1 producen un menor número de células beta que los ratones de control.
La ampliación de la comprensión de serpinB1 mediante el examen de su papel en un organismo muy diferente, colaboradores Olov Andersson y Christos Karampelias del Instituto Karolinska de Suecia hicieron un modelo de pez cebra que sobreexpresa el gen serpinB1. El resultado fue un aumento significativo en el crecimiento de las células beta.
Aún más espectacular, cuando estos peces se les dio un compuesto que destruyó todas sus células beta, los investigadores Karolinska pudieron ver nuevas células beta que aparecen. “Esto puede tener implicaciones particulares para el tratamiento de la diabetes tipo 1, en la que la mayor parte de las células beta se han ido” Dr. Kulkarni señala.
En los seres humanos, cuando los científicos Joslin estudiaron un grupo de 49 personas que encontraron una correlación entre la resistencia a la insulina y los niveles de serpinB1 que circulan en la sangre. Por separado, descubrieron que una familia de pacientes Joslin tiene una mutación en el gen que se asocia con la diabetes tipo 2, y se seguimiento para ver si esta mutación altera la masa de células beta.
Dr. Kulkarni y sus compañeros de trabajo ahora están buscando un sentido más amplio a través de varias poblaciones de las personas con diabetes, tanto para las mutaciones serpinB1 y para los niveles de la proteína en la sangre. Además, los investigadores están estudiando cómo se regula la proteína y los mecanismos moleculares por los cuales se aumenta la proliferación de las células beta.
Es importante destacar que las células beta en presencia de serpinB1 sintética secretan insulina normalmente en respuesta a los niveles de glucosa en sangre, lo que sugiere que la proteína promueve el crecimiento de las células beta que están funcionando normalmente, dice el doctor Kulkarni. El uso de este método para hacer crecer las células también evita las preguntas sobre la estabilidad a largo plazo que se encuentran en el desarrollo de las células beta como mediante la modificación de las células madre o de otros tipos de células, señala. En general, la identificación de factores de crecimiento que circulan naturalmente en la oferta de sangre potencialmente importantes ventajas para la construcción de las células beta sanas, dice, “y esperamos poder avanzar rápidamente con el trabajo de traducir esta investigación hacia el uso clínico.”
