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Células madre pueden optimizar la producción de células productoras de insulina

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Instituto Salk · 14 junio 2021 08:30

El equipo de Juan Carlos Izpisúa Belmonte en el Instituto Salk describe un nuevo método para fabricar grandes cantidades de células beta seguras y funcionales.


  • Células beta funcionales fabricadas a partir de células madre pluripotentes humanas.

Científicos del Instituto Salk (Estados Unidos) están desarrollando un enfoque prometedor para tratar la diabetes tipo 1, basado en el uso de células madre para crear células productoras de insulina que podrían sustituir a las células pancreáticas no funcionales.

En un estudio publicado en Nature Communications, informan de haber desarrollado una nueva forma de crear células beta mucho más eficiente que los métodos anteriores. Además, cuando estas células beta se probaron en un modelo de ratón de diabetes tipo 1, la glucosa en sangre de los animales se controló en unas dos semanas.

"Las células madre son un método muy prometedor para desarrollar muchas terapias celulares, incluyendo mejores tratamientos para la diabetes tipo 1 -comenta Juan Carlos Izpisúa Belmonte, autor principal del artículo-. Este método para fabricar grandes cantidades de células beta seguras y funcionales es un importante paso adelante".

En el trabajo actual, los investigadores comenzaron con células madre pluripotentes humanas (hPSC). Estas células, que pueden derivarse de tejidos adultos -la mayoría de las veces de la piel-, tienen el potencial de convertirse en cualquier tipo de célula que se encuentre en el cuerpo adulto. Utilizando varios factores de crecimiento y sustancias químicas, convirtieron las hPSC en células beta de una forma gradual que imitaba el desarrollo del páncreas.

Producir células beta a partir de hPSC en el laboratorio no es algo nuevo, pero en el pasado el rendimiento de estas preciosas células ha sido bajo. Con los métodos existentes, solo entre el 10 y el 40 por ciento de las células se convierten en células beta. En comparación, las técnicas utilizadas para crear células nerviosas a partir de hPSCs tienen rendimientos de alrededor del 80 por ciento. Otro problema es que si se dejan células indiferenciadas en la mezcla, podrían acabar convirtiéndose en otro tipo de célula no deseada.

"Para que los tratamientos basados en células beta se conviertan en una opción viable para los pacientes, es importante hacer que estas células sean más fáciles de fabricar -afirma el coautor Haisong Liu-. Tenemos que encontrar la manera de optimizar el proceso".

Para abordar el problema, adoptaron un enfoque gradual para crear células beta. Identificaron varias sustancias químicas importantes para inducir a las hPSC a convertirse en células más especializadas. Finalmente, identificaron varios cócteles de sustancias químicas que dieron lugar a rendimientos de células beta de hasta el 80 por ciento.

También analizaron las formas de cultivo de estas células en el laboratorio. "Normalmente, las células se cultivan en una placa plana, pero nosotros les permitimos crecer en tres dimensiones -explica el coautor Ronghui Li-. Al cultivar las células de este modo se crea una mayor superficie compartida entre ellas y se permite que se influyan mutuamente, del mismo modo que lo harían durante el desarrollo humano".

Una vez creadas las células, se trasplantaron a un modelo de ratón de diabetes tipo 1. Los ratones tenían un sistema inmunitario modificado que no rechazaba las células humanas trasplantadas. "Descubrimos que en dos semanas estos ratones redujeron su alto nivel de azúcar en sangre a un rango normal -añade la coautora Hsin-Kai Liao-. Las células beta derivadas de hPSC trasplantadas eran biológicamente funcionales".

Los investigadores seguirán estudiando esta técnica en el laboratorio para seguir optimizando la producción de células beta. Se necesitan más investigaciones para evaluar los aspectos de seguridad antes de iniciar los ensayos clínicos en humanos. Los investigadores afirman que los métodos descritos en este trabajo también pueden ser útiles para desarrollar células especializadas para tratar otras enfermedades.

Referencia: Nat Commun. 2021 Jun 7;12(1):3330. doi: 10.1038/s41467-021-23525-x

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