Nova esperança para abordagem de células-tronco ao tratamento do diabetes

Jeffrey R. Millman, Ph.D. bio engenheiro – imagem das células tronco beta na tela

Pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de Washington em St. Louis modificaram a receita para persuadir células-tronco humanas a se transformar em células beta secretoras de insulina e mostraram que as células resultantes são mais responsivas à flutuação dos níveis de glicose no sangue. 

Os cientistas que trabalham para desenvolver tratamentos mais eficazes para o diabetes estão se voltando para as células-tronco. Essas células podem ser transformadas em células que produzem insulina, o hormônio que controla o açúcar no sangue.

Mas há um grande desafio: a quantidade de insulina produzida por essas células é difícil de controlar.

Agora, ajustando a receita para persuadir as células-tronco humanas em células beta secretoras de insulina, uma equipe de pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de Washington em St. Louis demonstrou que as células resultantes são mais responsivas à flutuação dos níveis de glicose no sangue.

Quando eles transplantaram as células beta em camundongos que não podiam produzir insulina, as novas células começaram a secretar insulina em poucos dias, e elas continuaram a controlar o açúcar no sangue dos animais durante meses.

O novo estudo foi publicado em 17 de janeiro na revista Stem Cell Reports.

“Conseguimos superar uma grande fraqueza na forma como essas células foram desenvolvidas anteriormente. As novas células produtoras de insulina reagem mais rapidamente e apropriadamente quando encontram glicose”, disse o principal pesquisador Jeffrey R. Millman, Ph.D. , professor assistente de medicina e de engenharia biomédica. “As células se comportam muito mais como células beta em pessoas que não têm diabetes”.

Os pesquisadores acreditam agora que pode ser hora de avaliar se a mesma abordagem de células-tronco pode produzir insulina e efetivamente controlar o açúcar no sangue das pessoas.

Millman fez parte de uma equipe de pesquisa em Harvard que, em 2014, converteu células da pele em células-tronco e, em 2016, fez o mesmo com células da pele de um paciente com diabetes. Cada vez, as células-tronco foram então tratadas com vários fatores de crescimento para induzi-las a células beta secretoras de insulina. As células beta, no entanto, não funcionaram tão bem quanto os pesquisadores esperavam.

Aqui, as novas células beta aparecem vermelhas à medida que secretam insulina em resposta à glicose. Crédito: Millman Lab, Washington University

“Antes, as células beta que fabricávamos podiam secretar insulina em resposta à glicose, mas eram mais como hidrantes de fogo, fazendo muita insulina ou nenhuma”, disse ele. “As novas células são mais sensíveis e secretam insulina que melhor corresponde aos níveis de glicose.”

Para este estudo, o laboratório de Millman ainda desenvolveu células beta de células-tronco humanas, mas fez inúmeras alterações da “receita” para a produção de células beta produtoras de insulina, tratando as células com diferentes fatores em diferentes momentos como eles cresceram e desenvolveram para ajudar as células amadurecem e funcionarem de forma mais eficaz.

Depois que o processo foi concluído, os pesquisadores transplantaram as células beta em camundongos diabéticos com sistema imunológico suprimido para que não rejeitassem as células humanas. Essas células transplantadas produziram insulina em níveis que efetivamente controlavam o açúcar no sangue dos camundongos, curando funcionalmente o diabetes por vários meses, o que, para a maioria dos camundongos no estudo, era da duração de suas vidas.

Como pesquisador de laboratório, e não clínico, Millman disse que não pode prever exatamente quando essas células podem estar prontas para testes em humanos, mas acredita que existam pelo menos duas maneiras pelas quais células beta derivadas de células-tronco poderiam ser testadas em pacientes humanos.

“O primeiro seria encapsular as células em algo como um gel – com poros pequenos o suficiente para impedir que as células imunológicas entrem, mas grandes o suficiente para permitir que a insulina saia”, disse ele. “Outra ideia seria usar ferramentas de edição de genes para alterar os genes das células beta de forma a permitir que elas “se escondessem” do sistema imunológico após a implantação”.

Millman disse que, se células beta derivadas de células-tronco são comprovadamente seguras e eficazes para pessoas com diabetes, seu método de fabricar as células rapidamente poderia ser incrementado em escala industrial. Somente em seu laboratório, sua equipe é capaz de crescer e desenvolver mais de um bilhão de células beta em apenas algumas semanas.


Mais informações : Velazco-Cruz L, Canção J, Maxwell KG, Goedegebuure MM, Augsornworawat P, Hogrebe NJ, Millman JR. Aquisição de função dinâmica em células beta humanas derivadas de células-tronco. Relatórios sobre células-tronco , 17 de janeiro de 2019. DOI: 10.1016 / j.stemcr.2018.12.012

 

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