Diabetes tipo 1: aproximando-se do tratamento que gera novas células de insulina
Pesquisas recentes abriram novos caminhos na busca por um tratamento para diabetes tipo 1 que gere células produtoras de insulina.
Cientistas da Universidade de Copenhagen, na Dinamarca, e do Helmholtz Zentrum München em Neuherberg, Alemanha, mapearam os sinais que determinam o destino das células progenitoras no pâncreas.
Essas células imaturas podem se desenvolver em células de ilhotas que produzem insulina ou em outro tipo de célula.
O jornal Natureza apresenta um artigo sobre as descobertas.
Esta pesquisa revela que as células progenitoras pancreáticas saltam e que seu ambiente imediato, ou matriz extracelular, desempenha um papel importante na decisão de seu destino.
“Agora fomos capazes”, diz o Prof. Henrik Semb, autor sênior e diretor do Instituto de Pesquisa de Células-Tronco Translacionais da Helmholtz Zentrum München, “mapear o sinal que determina se as células progenitoras pancreáticas se tornarão endócrinas, como a insulina produzindo células beta, ou células ductais. ”
Diabetes tipo 1 e células das ilhotas
A insulina é um hormônio que ajuda as células a absorver a glicose e usá-la para produzir energia.
O diabetes se desenvolve quando o nível de açúcar no sangue do corpo está muito alto. Isso pode acontecer porque não há insulina suficiente (diabetes tipo 1) ou porque as células não conseguem usá-la adequadamente (diabetes tipo 2).
Os números de 2015 dos Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) sugerem que cerca de 30,3 milhões de pessoas nos Estados Unidos tinham diabetes naquele ano. Cerca de 5% deles têm diabetes tipo 1, exigindo tratamento diário com insulina.
O diabetes tipo 1 se desenvolve quando o sistema imunológico destrói as células produtoras de insulina no pâncreas.
Essas células existem em aglomerados chamados ilhotas de Langerhans, que contêm vários tipos de células que produzem hormônios. Aqueles que produzem insulina são chamados de células beta.
O estudo recente se concentrou em células progenitoras. Essas células imaturas são “descendentes iniciais” das células-tronco.
Como as células-tronco, as células progenitoras podem se tornar um ou mais tipos de células. Ao contrário das células-tronco, no entanto, elas não podem continuar se dividindo e se reproduzindo indefinidamente. Além disso, as células progenitoras podem amadurecer em uma gama mais limitada de tipos de células do que as células-tronco.
As células progenitoras estão "constantemente" em movimento
As células progenitoras são difíceis de estudar porque não ficam paradas. “Eles estão constantemente se movendo dentro do pâncreas em desenvolvimento, levando a mudanças ambientais frequentes”, observa o Prof. Semb.
Ele compara as células a pinballs saltando em uma máquina - sua "pontuação final é baseada na soma dos encontros com alfinetes".
Para examinar como cada progenitor respondeu ao seu ambiente sem a interferência de outras células, ele e seus colegas pegaram progenitores desenvolvidos a partir de células-tronco humanas e os semearam em lâminas de vidro que continham micropadrões de proteínas da matriz.
O prof. Semb diz que os pesquisadores ficaram muito surpresos com o que descobriram.
Eles descobriram que diferentes interações com componentes na matriz extracelular alteraram o "estado de força mecânica dentro do progenitor".
“Essas forças resultam das interações entre a matriz extracelular, que fica fora da célula, e o citoesqueleto de actina, que fica dentro da célula”, acrescenta.
Célula endócrina ou ductal?
Com a ajuda de outros experimentos, a equipe descobriu que a exposição a várias proteínas da matriz extracelular guiou os progenitores a seus destinos de maneiras diferentes.
Dependendo das forças envolvidas, as células progenitoras se tornaram células ductais ou células de ilhotas produtoras de hormônio (endócrinas).
“Os experimentos mostram que a exposição à laminina da matriz extracelular instrui as células progenitoras para um destino endócrino, reduzindo as forças mecânicas dentro das células”, explica o Prof. Semb.
“Vice-versa, a exposição à fibronectina resulta em um duto destino devido ao aumento das forças mecânicas”, acrescenta.
“Nossa descoberta inova porque explica como as células progenitoras multipotentes amadurecem em diferentes tipos de células durante a formação do órgão.”
Prof. Henrik Semb
As descobertas da equipe devem ajudar a informar o desenvolvimento de tratamentos que produzem células produtoras de insulina a partir de células-tronco.
“Agora podemos substituir um número significativo de substâncias derivadas empiricamente, cujo modo de ação nos atuais protocolos de diferenciação de última geração é amplamente desconhecido, por inibidores de moléculas pequenas que têm como alvo componentes específicos da via de mecanossinalização recém-identificada”, Prof. Semb comentários.
Ele acrescenta que o estudo também forneceu um conjunto de ferramentas de engenharia de precisão que podem ser úteis no desenvolvimento de tratamentos de substituição de células, não apenas para diabetes tipo 1, mas também para outras condições graves, como doenças neurodegenerativas.
Em um vídeo de Helmholtz Zentrum München, o Prof. Semb resume a pesquisa e explica o papel influente da matriz extracelular na determinação do destino das células pancreáticas imaturas.
