Una vez que se completa el proceso de maduración y diferenciación, una célula ya no cambia su identidad. Este dogma de la biología humana ahora ha sido refutado por los resultados de un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Ginebra.

De hecho, la investigación ha demostrado que es posible forzar a una célula pancreática que normalmente no produce insulina a secretar esta fundamental hormona para el metabolismo de la glucosa.

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Manipulación celular

El resultado es una demostración de la existencia de una plasticidad celular que podría ser muy útil en diferentes campos terapéuticos, especialmente en el tratamiento de la diabetes.

Durante años, los investigadores han tratado de verificar qué sucede al alterar las estructuras pancreáticas básicas llamadas islas de Langerhans, aglomeraciones de células que reaccionan a los niveles de glucosa en la sangre, secretando diferentes tipos de hormonas que tienen la función de regular estos niveles.

Las personas que padecen de diabetes tipo 1 deben diariamente inyectarse insulina, debido a que sus células beta no producen la hormona.

En una isla de Langherans se distinguen las células alfa (secretora de glucagón), beta (secretora de insulina y amilina), delta (secretora de somatostatina), PP (secretora del péptido pancreático) y células épsilon (secretora de ghrelina).

A través de un mecanismo espontáneo que transforma su identidad, los investigadores han demostrado en ratones, que diferentes células pancreáticas tienen la capacidad de generar nuevas células productoras de insulina.

Para verificar si era posible obtener algo similar con células humanas, los investigadores manipularon islas de Langerhans de sujetos diabéticos y no diabéticos, creando en el laboratorio “pseudo-islas”, formadas por un solo tipo de célula.

Los científicos descubrieron que en las pseudo islas, la falta de células beta estimuló la expresión de ciertos genes relacionados con la producción de insulina, y para que realmente funcionara, fue suficiente estimular artificialmente la expresión de otros dos genes clave.

Una semana después del inicio del experimento, el 30 por ciento de las células alfa secretaban insulina en respuesta a la glucosa. Las células PP, sometidas al mismo tratamiento, fueron aún más efectivas para secretar la hormona que regula los niveles de azúcar en la sangre.

Probando el enfoque

En una segunda fase, los investigadores trasplantaron estas pseudo islas de células alfa humanas modificadas en ratones diabéticos. Las células humanas demostraron ser muy efectivas y los ratones se recuperaron.

Seis meses después del trasplante, las pseudo islas modificadas continuaron secretando insulina humana en respuesta al alto nivel de glucosa, y tal como se esperaba, cuando se retiraron estos trasplantes de células humanas, los ratones volvieron a ser diabéticos.

Fotomicrografía de los pseudo-islotes de Langherans conformados solo por células alfa. Se puede ver cómo estas células producen glucagón (azul) pero pueden aprender a producir insulina (verde).

Demostrar que es posible cambiar artificialmente la identidad de una población de células, y por lo tanto, su función, es un paso fundamental no solo para el conocimiento básico, sino también para las perspectivas terapéuticas.

Alrededor de una décima parte de los diabéticos padecen una forma de la enfermedad, la diabetes tipo 1, que no se desarrolla como resultado de alteraciones en el metabolismo, sino debido a la destrucción de las células beta del páncreas, encargadas de producir insulina.

Estas células no mueren por sí solos, sino porque el sistema inmunológico, por alguna razón las considera “enemigas” y las ataca.

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Aunque un tratamiento basado en este enfoque está muy lejos, los investigadores esperan que en el futuro, esta investigación fundamente un tratamiento para la diabetes, en especial la tipo 1, en el que las células alfa o PP se vuelvan más beta y empiecen a producir insulina.

Los autores señalan que alcanzar esa meta requiere transitar un largo y difícil camino, pero lo más importante es que ya hay un camino.

Referencia: Diabetes relief in mice by glucose-sensing insulin-secreting human α-cells. Nature, 2019. https://doi.org/10.1038/s41586-019-0942-8

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