Células Humanas Reprogramadas Para Produzir Insulina

maio 15, 2019 por Marcelo Cavalcante Melo Amaral

Publicado originalmente na Revista Nature por, Matthew Warren – 13/02/19

Células pancreáticas que normalmente não produzem insulina podem ser reprogramadas para produzi-la, ajudando a controlar os níveis de açúcar no sangue de ratos.

A destruição de um tipo único de célula produtora de insulina no pâncreas pode levar a diabetes – mas um estudo sugere que outras células podem ser modificadas para tomar o lugar das células destruídas e ainda ajudar a controlar os níveis de açúcar no sangue.

Os resultados levantaram esperanças de que células reprogramadas para produzir insulina podem ser usadas como tratamento para diabetes, mas até agora a técnica só foi testada com células humanas em estudos com ratos.

No estudo, publicado no dia 13 de fevereiro na revista Nature, os pesquisadores demonstraram que induzir células pancreáticas humanas que normalmente não produzem insulina, um hormônio que regula a quantidade de açúcar no sangue, pode mudar a identidade da célula que começa a produzir o hormônio.

Quando implantadas em ratos, estas células reprogramadas aliviaram os sintomas da diabetes, levantando a possibilidade de que o método pode, um dia, ser usado como um tratamento em humanos.

“Eu acredito que isso tem um grande potencial”, disse Terence Herbert, um biólogo da Universidade de Lincoln, Reino Unido. Mas ainda é só o começo, ele disse, com muito por vir até que a técnica possa ser usada clinicamente.

Colapso do sistema

Quando o nível de açúcar no sangue sobe depois da ingestão de alimentos, células no pâncreas chamadas de Células-B normalmente respondem liberando insulina, que por sua vez estimula as células a absorver açúcar. Em pessoas com diabetes, o sistema colapsa, levando a altos níveis de açúcar no sangue que podem causar danos e doenças.

Na diabete de tipo 1, o sistema imunológico ataca e destrói as Células-B; no tipo 2, as células B não produzem uma quantidade suficiente do hormônio, ou o corpo se torna resistente a insulina.

Cientistas mostraram previamente em estudos com ratos que se as Células-B forem destruídas, um outro tipo de células pancreáticas, chamadas de Células-A se tornam mais parecidas com Células-B e começam a produzir insulina. Estas Células-A normalmente produzem o hormônio glucagon, e são encontradas ao lado de Células-B em grupos de células secretoras de hormônios chamadas ilhotas pancreáticas ou ilhotas de Langerhans. Estudos prévios mostraram que duas proteínas que controlam a expressão gênica pareciam ter um papel importante na indução de Células-A para produzir insulina em ratos: Pdx1 e MafA.

O Fato Humano

Assim, Pedro Herrera e seus colegas, da Universidade de Genebra, na Suíça, se perguntaram se produzir mais dessas proteínas nas Células-A humanas teria um efeito similar.

Eles primeiro pegaram células de ilhotas de pâncreas humanos, e separaram os tipos células individuais. Depois introduziram o DNA que codificava as proteínas Pdx1 e MafA nas Células-A antes juntá-las novamente.

Depois de uma semana em cultura, quase 40% das Células-A humanas estavam produzindo insulina, enquanto as células de controle que não tinham sido reprogramas não estavam produzindo o hormônio. As células reprogramas também mostraram um aumento na expressão de outros genes relacionados as Células-B. “Eles possuem uma personalidade hibrida”. Disse Herrera.

O time então implantou a massa de células em ratos diabéticos, que tiveram suas Células-B destruídas, e descobriram que os níveis de açúcar no sangue caíram para os níveis normais, quando os enxertos de células foram removidos, os níveis de açúcar dispararam novamente.

Troca de Identidade

Herrera diz que as Células-A – ou outro tipo de células das ilhotas – pudessem ser feitas para começar a produzir insulina dessa maneira em pessoas com diabetes, sua qualidade de vida pode ser bastante melhorada. O sonho, diz Herrera, é encontrar uma droga que possa mudar a identidade das Células-A.

Mas ele reconhece que qualquer tipo de tratamento ainda está distante. Primeiro, seu time terá de descobrir o que está acontecendo no nível molecular quando as Células-A se tornam mais semelhantes a Células-B.

Outros times também estão tentando criar novas células produtoras de insulina no pâncreas: alguns tem procurado gerar Células-B a partir de células-tronco. Mas na diabete de tipo 1, o sistema imune ataca as Células-B, representando um desafio para essas estratégias.

Herrera e seu time apresentam algumas evidencias de que suas células hibridas são menos propensas a esse tipo de ataque, nota Herbert, sugerindo que o método deles pode ser uma forma mais viável de gerar Células-B do que a abordagem a partir de células-tronco.

Mas Herbert acrescenta que, antes que os autores possam tirar conclusões solidas sobre sua abordagem, eles precisarão testar as células hibridas com outros anticorpos presentes no diabetes tipo 1 que poderiam atacar essas células.

Plasticidade Pancreática

Inês Cebola, uma bióloga de ilhotas do Imperial College de Londres, está intrigada que células pancreáticas podem ser convencidas a produzir insulina sem realmente se tornarem as Células-B adequadas. “Isso é impressionante”.

Diego Balboa Alonso, um biólogo de ilhotas do Centro de Regulação de Barcelona, concorda. O mais recente trabalho demonstra que há muito mais plasticidade no sistema hormonal do pâncreas humano do que se pensava anteriormente, diz ele. “Acho que é um estudo lindo mostrando essa ideia.”