La creación de células beta del páncreas totalmente funcionales en el laboratorio ha sido un reto para los investigadores de la diabetes. Cuando las células madre humanas se transforman en células beta in vitro, sólo llegan a una etapa precursora, incapaces de alcanzar la madurez plena; lo que les impide producir eficazmente la insulina en respuesta a la glucosa.
Ahora, un equipo de científicos informa en un artículo publicado en Cell Metabolism que ha descubierto una proteína que activa el proceso de maduración 'in vitro', superando este obstáculo presente desde hace mucho tiempo en el desarrollo de la terapia de la diabetes.
'In vitro, con este interruptor, es posible producir una célula beta humana funcional que responda casi igual de bien que la natural --dice el autor principal, Ronald Evans, biólogo molecular del Instituto Salk--. Éste ha sido un obstáculo importante y superarlo ha sido un gran desafío para el campo'.
Para crear diferentes tipos de células en el laboratorio, se debe inducir a las células madre por el camino de la determinación, las vías de ramificación por los que las células fetales normalmente viajan para convertirse en neuronas, células de la piel, células musculares o cualquier número de otros tipos de células.
Pero hay muchos puntos de desarrollo entre una célula madre y un tipo celular completamente crecido, y para las células beta pancreáticas, las células madre han estado históricamente estancadas en una etapa temprana cuando se cultivan en el laboratorio. 'Todo el mundo se quedó atascado en este punto', dice Evans.
Para concretar las diferencias entre las células beta fetales y adultas y determinar qué puede desencadenar el siguiente paso en el proceso, Evans y sus colegas analizaron transcriptomas de células humanas. Así, descubrieron que una proteína de receptor nuclear, ERR-gamma, se produjo en cantidades mucho más grandes en las células beta adultas.
'En el músculo, ERR-gamma induce un mayor crecimiento mitocondrial y promueve el uso oxidativo de los lípidos y azúcares para generar energía --describe Evans--. Fue un poco una sorpresa ver que las células beta producen un alto nivel de este regulador, pero las células beta tienen que liberar grandes cantidades de insulina rápidamente para controlar los niveles de azúcar. Es un proceso muy intensivo en energía'.
Las células creadas generan insulina ante picos de glucosa
Cuando los investigadores utilizaron animales de experimentación que carecían de ERR-gamma, las células beta de los animales no podían producir insulina en respuesta a los picos de glucosa en sangre. Pero cuando el equipo dio instrucciones a las células beta similares a las humanas cultivadas en el laboratorio para producir más ERR-gamma, empezaron a responder a la glucosa y liberaron insulina.
Con el fin de probar las células adultas cultivadas in vitro, los investigadores las trasplantaron en individuos diabéticos. Desde el primer día del trasplante, las células produjeron insulina en respuesta a los picos de glucosa en la sangre de los individuos, aliviando la diabetes.
'Estábamos muy emocionados cuando lo vimos', cuenta Evans. Al encender el interruptor ERR-gamma por sí solo es suficiente para madurar las células como las beta 'in vitro', con el poder de rescatar de la diabetes 'in vivo', concluye el equipo.
'Creo que este trabajo nos lleva a una nueva era en la creación de células beta funcionales a voluntad', dice Evans. Los investigadores están planeando explorar este proceso en los modelos más complicados para el tratamiento de la diabetes.