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Pesquisadores identificam deficiências em células beta derivadas de células-tronco, abrindo caminho para melhores tratamentos para o diabetes
Pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de Washington em St. Louis, nos Estados Unidos, descobriram pelo menos uma razão pela qual as células secretoras de insulina produzidas a partir de células-tronco em laboratório não funcionam tão bem quanto as células naturais. A descoberta pode ajudar a acelerar o progresso para tornar as células secretoras de insulina – chamadas células beta [das ilhotas de Langerhans do pâncreas]- mais eficazes no tratamento do diabetes tipo 1, que é o diabetes dependente de insulina.
Desde que os cientistas descobriram que podiam coletar amostras de células da pele ou células de gordura de pessoas, converter essas células em células-tronco e, em seguida, guiar as células-tronco para se desenvolverem em células beta secretoras de insulina, os pesquisadores têm tentado aprimorar este processo. Os pesquisadores dizem que as novas descobertas, publicadas recentemente na revista científica Nature Cell Biology, podem ajudar a abrir caminho para a produção de células beta mais eficientes e eficazes para tratar pessoas com diabetes insulino-dependente.
“Aprendemos várias coisas que podem ter potencial terapêutico imediato para pessoas com diabetes”, disse o Dr. Jeffrey R. Millman, pesquisador sênior e professor de Medicina e Engenharia Biomédica da Universidade de Washington em St. Louis. “Nossas descobertas demonstram que os métodos atuais para gerar células beta derivadas de células-tronco podem não ser tão úteis quanto gostaríamos no tratamento do diabetes”.
Neste estudo, a equipe de pesquisa usou tecnologia sofisticada de sequenciamento de célula única para descobrir por que algumas células beta feitas a partir de células-tronco são menos maduras e menos eficientes na produção de insulina do que as naturais.
Usando uma técnica chamada sequenciamento multiômico de célula única, os pesquisadores compararam células beta derivadas de células-tronco com células beta naturais e descobriram que células feitas de células-tronco muitas vezes não produziam tanta insulina em resposta à glicose. Além disso, às vezes os perfis genéticos das células estavam mais próximos de outros tipos de células encontradas no intestino, como células do fígado ou células intestinais.
Usando aprendizado de máquina e métodos computacionais para examinar um vasto conjunto de dados de DNA de células beta individuais, a equipe do professor Millman descobriu que uma das razões pelas quais as células beta derivadas de células-tronco tendem a ser imaturas envolve irregularidades em uma substância chamada cromatina, presente nas células. A cromatina ajuda a ‘abrir’ e ‘fechar’ vários genes nas células beta. Os pesquisadores preferem, por exemplo, que a cromatina nas células mantenha os genes secretores de insulina mais abertos e ativos, enquanto fecha os genes que fazem as células se comportarem mais como células do fígado, quebrando a gordura em vez de secretar insulina.
“Tendo aprendido sobre as diferenças de cromatina entre células beta naturais e células beta derivadas de células-tronco, acreditamos que será possível regular a cromatina para melhorar a qualidade das células beta derivadas de células-tronco, bem como a quantidade de células que podemos produzir”, disse o Dr. Jeffrey Millman.
O pesquisador explicou que a cada ano cerca de 60.000 pessoas nos Estados Unidos são diagnosticadas com diabetes tipo 1 dependente de insulina. Especialistas estimam que a cura do diabetes em tantas pessoas exigiria cerca de 60 trilhões de células beta funcionais.
“Mas se pudermos tornar as células mais eficientes, talvez possamos cortar esse número pela metade. Estamos muito longe de conseguir fazer isso, mas quanto mais eficientes forem as células beta, mais perto estaremos de acelerar a fabricação necessária para produzir tratamentos”, destacou o professor.
Em outro desenvolvimento, a equipe do Dr. Millman implantou células beta derivadas de células-tronco em camundongos e descobriu que, após seis meses, muitas das deficiências identificadas nessas células foram corrigidas apenas colocando as células em um ambiente natural, em oposição a uma placa de cultura em laboratório, sugerindo que problemas relacionados à cromatina em células beta derivadas de células-tronco são corrigíveis.
A Universidade de Washington licenciou a propriedade intelectual dos resultados para a empresa Sana Biotechnology, com o objetivo de disponibilizar aos pacientes futuras terapias derivadas de células-tronco para diabetes.
“Diabetes é uma doença crônica devastadora. Por muitos anos, nosso objetivo tem sido ajudar as pessoas com diabetes a produzir sua própria insulina em resposta à glicose. Essas descobertas nos aproximam um passo desse objetivo”, concluiu o Dr. Jeffrey Millman.
Acesse o artigo científico completo (em inglês).
Acesse a notícia completa na página da Universidade de Washington em St. Louis (em inglês).
Fonte: Jim Dryden, Universidade de Washington em St. Louis.
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