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Reprogramação Celular para Diabetes - Célulasβ e Insulina - Estudo Científico

"Avanço 'alquimia celular' para diabéticos poderia acabar com injecções de insulina", é a manchete do Daily Mail. O artigo sugere que os cientistas descobriram uma maneira de transformar células comuns do corpo para as produtoras de insulina. Este, o jornal diz, poderia "um dia banir a necessidade de injecções de insulina e medicamentos para milhões de doentes".

Este estudo foi realizado em ratos, o que significa que pode ser algum tempo antes sofredores humanos de diabetes pode ter as células do seu pâncreas reprogramadas de modo que eles não precisam mais de injectar insulina. Além disso, esta história só é relevante para a diabetes tipo 1 - a condição auto-imune geralmente desenvolvidos na infância, onde as próprias células produtoras de insulina do corpo são destruídas.

A diabetes de tipo 2, o qual é muitas vezes associada com o aumento da idade e da obesidade, é causada por uma resistência de células do organismo para os efeitos da insulina, não a produção de insulina ausente. Estes resultados em uma pequena amostra de ratinhos são promissores, mas em termos de qualquer aplicação para a doença humana, que deve ser considerada prejudicial.

Onde é que a história vem?

Dr. Qiao Zhou e seus colegas da Universidade de Harvard e da Harvard Medical School realizado este estudo. Um autor foi apoiado por uma Damon Runyon-Cancer Research Foundation bolsa pós e um caminho para a Independência (PI) Award do Instituto Nacional de Saúde. Outro autor foi financiado em parte pelo Instituto Harvard Stem Cell e do National Institutes of Health. Foi publicado na revista médica revisada por pares: Natureza.

Que tipo de estudo científico foi isso?

Este estudo foi um estudo de laboratório em camundongos. Os investigadores foram explorar a aplicação de uma tecnologia conhecida como reprogramação das células em que as células de um tipo são directamente convertidos em diferentes tipos. Existem alguns exemplos disso na literatura, por exemplo, a regeneração de membros em anfíbios; aqui, os pesquisadores queriam investigar se, através da inserção de determinados genes embrionárias em células adultas do rato, eles poderiam, com efeito, 'reprogramar' deles.

Os pesquisadores tentaram 'reprogramar' células do músculo-esquelético, tecido conjuntivo e células pancreáticas de produzir insulina. Eles relatam que não houve a produção de insulina em células musculares e do tecido conjuntivo, de modo que o foco deste relatório é, principalmente, os seus métodos e resultados para células pancreáticas.

Os investigadores alvo células pancreáticas específicos em ratos adultos. Estas células derivam da mesma região do pâncreas como células-β, as células que produzem e libertam insulina no corpo. Os pesquisadores injectaram um vírus contendo nove genes embrionários em pâncreas de ratos adultos e dois meses de idade. O vírus então "infectado" as células pancreáticas e entregou os genes embrionários na célula. Os nove genes são conhecidos produzir proteínas denominadas factores de transcrição que, neste caso, ADN de interpretar e estão envolvidos no desenvolvimento de células-β. Os investigadores esperava que a introdução destes genes, e, portanto, os factores de transcrição, em células adultas levaria a reprogramação das células alvo e convertê-los para a produção de insulina.

Usando uma série de métodos complexos e avaliações, os investigadores mediram a concentração de novas células produtoras de insulina após a injecção viral colhendo amostras a partir do pâncreas. Eles também determinaram que uns dos nove genes embrionários foram cruciais para efectuar as mudanças que viram.

Os pesquisadores fizeram alguns ratos normais diabéticos usando uma droga que destrói as células-β em uma determinada região do pâncreas. Eles, então, compararam os níveis de açúcar no sangue em ratos diabéticos submetidos ao processo de reprogramação celular com ratos diabéticos que não foram submetidos a reprogramação celular e controlar os ratos normais.

Para determinar a estabilidade da reprogramação de células, os pesquisadores monitoraram então o «estado de infecção» as células ao longo do tempo. Como as células tiveram de ser "infectado" com o vírus que carregava os genes, a fim de modificá-los, os pesquisadores queriam ver se era necessário para que as células ser continuamente expostos a estes fatores de transcrição, a fim de permanecer à insulina produzindo.

Quais foram os resultados do estudo?

Os pesquisadores descobriram que um mês após a entrega viral dos genes havia uma "aumento modesto" em células produtoras de insulina na região que o vírus infecta. Essas novas células foram detectados logo aos três dias após a administração e o nível aumentou gradativamente; até ao décimo dia após a injecção, as novas células estavam produzindo insulina, tanto como células-β que ocorrem naturalmente.
Uma combinação de três genes (ou seja, três factores de transcrição) foi capaz de reprogramar as células pancreáticas para β células. Estes 'β células induzidas foram similares para as células-β que ocorrem naturalmente em tamanho, forma e as suas estruturas internas.
Em ratos diabéticos, aqueles que receberam um factor de transcrição tinha aumentado a tolerância à glicose, aumento da insulina sérica e melhor controlo da glicose no sangue do que controlar ratos diabéticos. Eles também tiveram um número maior de células-β novos.
Reprogramação era estável e uma exposição transitória para os factores de transcrição foi suficiente para converter as células pancreáticas em células-β.
As células-β induzida permaneceu "desorganizado" e não agregada nos pacotes habituais (ilhotas) que funcionam tão bem em um pâncreas normal; este pode ter inibido a sua função.

O que os pesquisadores fizeram interpretações retirar estes resultados?

Os investigadores concluem que o estudo fornece um exemplo de reprogramação celular de um órgão adulto usando transcrições definidas. Esta tecnologia não exige a criação de uma célula pluripotente inicial (isto é, uma célula que é capaz de formar todos os tecidos do corpo).

O que o Serviço de Conhecimento NHS fazer deste estudo?

Dado que este estudo foi realizado em camundongos, as advertências habituais aplicam-se a sua interpretação para a saúde humana. Investigações de novas tecnologias muitas vezes começam com os estudos em animais, mas geralmente há um longo tempo entre o sucesso no laboratório e sucesso em uma população de seres humanos saudáveis. Dadas as potenciais aplicações desta tecnologia (mesmo que sejam em um futuro muito distante) para regenerar tecidos de mamíferos ou para - como os jornais sugerem - Tratar os diabéticos, os resultados serão de interesse para a comunidade científica e, sem dúvida, levar a mais pesquisas.

Existem mais alguns pontos a destacar:

Os pesquisadores dizem que, durante o desenvolvimento do embrião, as células-β requer muitos factores para se diferenciar. A observação de que apenas três fatores de transcrição são suficientes para reprogramar células pancreáticas de rato adulto em células β-como é surpreendente e, segundo eles "serão necessários mais estudos para entender" por que esse é o caso.
Eles também observam que havia apenas um pequeno número de células-β induzida e isso pode explicar por que o efeito não foi suficiente para "restaurar a homeostase da glicose", ou seja, para normalizar a glicose no sangue. Extrapolando directamente para os seres humanos de todos esses resultados, este achado sugere que a tecnologia não vai induzir as células-β suficientes para acabar completamente com os tratamentos adicionais, como injecções de insulina.
É difícil calcular quantos ratos foram incluídos em cada parte deste complexo conjunto de experimentos. O jornal sugere que o estudo foi realizado em "um rato vivo". Os pesquisadores dizem que eles induzida diabetes em seis a oito ratos, mas também relatam que o número de células-β foi contado com uma média de três animais. Seja qual for o caso, estes são números muito pequenos e confirmando os achados em amostras maiores aumentaria a confiança nos resultados.
Também é importante notar que esta história é apenas de relevância para a diabetes tipo 1 - a condição auto-imune geralmente desenvolvidos na infância, onde as próprias células produtoras de insulina do corpo são destruídas. O estado cada vez mais predominante de diabetes do tipo 2 - muitas vezes associados com o aumento da idade e obesidade - é causado por uma resistência de células do organismo para os efeitos da insulina, não a produção de insulina ausente.

Estes resultados em camundongos - embora em uma pequena amostra deles - são promissores, mas em termos de qualquer aplicativo para a doença humana devem ser interpretados no contexto certo: resultados preliminares que sugerem um potencial de aplicação de uma tecnologia nova e excitante.

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