Avances en el Tratamiento de la Diabetes con IAPP

La diabetes es una condición que afecta cómo el cuerpo usa el azúcar, que es esencial para tener energía. Hay alrededor de 451 millones de personas viviendo con diabetes en todo el mundo. Un gran problema en la diabetes es la muerte y el mal funcionamiento de las células beta del páncreas, que son las responsables de producir Insulina. La diabetes severa autoinmune y la diabetes severa con deficiencia de insulina representan un pequeño porcentaje de todos los casos de diabetes.

Un tratamiento potencial para la diabetes es el trasplante de células beta, que podría eliminar la necesidad de inyecciones de insulina. Sin embargo, este tratamiento es limitado porque las células beta de donantes de alta calidad son difíciles de encontrar, y los pacientes deben tomar medicamentos para suprimir su sistema inmune y evitar que rechacen las células trasplantadas.

Los investigadores están explorando el uso de células madre humanas para crear nuevas células beta para trasplante. Estas células beta derivadas de células madre, conocidas como células SC-β, pueden producir insulina en respuesta a la glucosa y ayudar a controlar los niveles de azúcar en sangre en animales con diabetes.

A pesar de esta promesa, cuando los científicos crean células SC-β en el laboratorio, no son completamente funcionales. Sin embargo, cuando estas células se trasplantan en el cuerpo de ciertos ratones, pueden madurar y volverse más funcionales. Actualmente, los investigadores están probando la efectividad de las células SC-β buscando marcadores específicos que indiquen qué células tienen más probabilidades de tener éxito como células beta después del trasplante.

#El papel de IAPP en las células SC-β

Los investigadores están particularmente interesados en una proteína llamada IAPP (péptido amiloide de islote). Han encontrado que después del trasplante, ciertos genes, incluido IAPP, se expresan en estas nuevas células beta formadas. Esto sugiere que IAPP podría servir como un marcador para identificar células beta más maduras y funcionales.

Para investigar el papel de IAPP, los investigadores trasplantaron células SC-β en ratones y estudiaron los cambios en la expresión de genes y cómo estos cambios se relacionaban con la secreción de insulina. Encontraron que después del trasplante, las células SC-β perdieron sus expresiones hormonales mixtas y se volvieron más especializadas. Específicamente, observaron un aumento en el número de células que expresan IAPP entre las que producen insulina.

Estudios adicionales indicaron que IAPP y otra hormona llamada ADCYAP1 están conectadas en una red de genes que están activos después de que las células son trasplantadas. Esto sugiere que IAPP podría ser crucial para el funcionamiento de estas células y podría ayudar en el desarrollo de mejores tratamientos para la diabetes.

#Creando y analizando líneas de reporteros duales

Para entender mejor la relación entre la insulina y IAPP en las células beta, los investigadores crearon una línea celular especial que podría reportar la actividad de ambos genes. Lograron esto insertando un marcador fluorescente en el gen de la insulina y otro marcador en el gen de IAPP. Esto permitió a los científicos rastrear visualmente las células que producían insulina o IAPP durante los experimentos.

El análisis reveló que durante el proceso de diferenciación, muchas de las células productoras de insulina también comenzaron a expresar IAPP. Esto sugiere que las células capaces de producir insulina también pueden tener otras funciones hormonales importantes a medida que maduran.

#Diferencias funcionales entre células INS+ IAPP+ e INS+ IAPP-

Los investigadores caracterizaron aún más las células que expresan tanto insulina como IAPP. Descubrieron que las células INS+ IAPP+ tenían niveles más altos de insulina y eran mejores en secretarla que aquellas que no expresaban IAPP. Esto indica que la presencia de IAPP puede ser un signo de que una célula beta es más madura y capaz de producir insulina de manera efectiva.

Los estudios mostraron que a medida que pasaba el tiempo en cultivo, la proporción de células INS+ IAPP+ aumentó, sugiriendo que son más estables en condiciones de laboratorio. Esta estabilidad es crítica para el uso potencial de estas células en tratamientos para la diabetes.

#Investigando pequeñas moléculas y sus efectos en la expresión de IAPP

Con el fin de aumentar la presencia de IAPP en las células beta, los investigadores probaron varias pequeñas moléculas para ver si podían estimular un aumento en la expresión de IAPP en el laboratorio. Descubrieron que un compuesto en particular, aconitina, aumentó efectivamente el número de células INS+ IAPP+ en un ambiente controlado.

Para probar los efectos de la aconitina, los investigadores trataron las células SC-β con el compuesto y observaron cambios en la expresión de IAPP en solo 48 horas. Con el tiempo, notaron un aumento significativo en las células IAPP+ en respuesta a la aconitina, demostrando su potencial como herramienta para mejorar la función de las células beta.

#El impacto de la aconitina en la investigación de la diabetes

Curiosamente, estudios anteriores indicaron que la aconitina, derivada de la planta de aconito, mejoró el control del azúcar en la sangre en ratas diabéticas. Esto se alinea con los hallazgos que indican que la aconitina ayuda a estabilizar y apoyar el desarrollo de células beta en un entorno de laboratorio. Los investigadores están investigando activamente los mecanismos subyacentes de cómo la aconitina afecta la función celular, incluido su papel en el aumento de los niveles de calcio dentro de las células, lo que podría fomentar una mejor producción y secreción de insulina.

#La promesa de IAPP como marcador de células beta maduras

Se ha reconocido que IAPP no solo está involucrado en problemas relacionados con la diabetes, sino también por su papel como una hormona que se secreta junto con la insulina en células beta adultas saludables. Este doble papel destaca a IAPP como un valioso marcador en la búsqueda de células SC-β maduras y funcionales.

Los hallazgos de la investigación sugieren que IAPP puede servir como un indicador claro de qué células beta tienen más probabilidades de sobrevivir y prosperar después del trasplante. Esto es particularmente importante en el desarrollo de terapias con células madre para la diabetes, ya que identificar las mejores células candidatas podría llevar a tratamientos más efectivos.

#Direcciones futuras

El trabajo en curso sobre mejorar los métodos para fomentar la expresión de IAPP en células beta derivadas de células madre tiene un gran potencial para desarrollar mejores terapias para la diabetes. Los investigadores esperan combinar su comprensión de la expresión genética, los efectos de las pequeñas moléculas y la maduración celular para crear tratamientos efectivos que puedan ayudar a manejar o potencialmente curar la diabetes.

Además, estos estudios enfatizan la importancia de entender el entorno hormonal en el que operan las células beta, ya que manipular este entorno podría llevar a una mejor funcionalidad de las células beta in vitro y, en última instancia, a mejores resultados en pacientes con diabetes.

A medida que se realicen más investigaciones, la esperanza es refinar estas estrategias para crear una fuente confiable de células productoras de insulina que se puedan usar en entornos clínicos, ofreciendo esperanza para muchas personas que viven con diabetes.