A pesquisa mostra como otimizar a produção de células produtoras de insulina a partir de células-tronco

A diabetes tipo 1, que surge quando o pâncreas não produz insulina suficientes para controlar os níveis de glicose no sangue, é ma doença que atualmente não tem cura e é difícil para a maioria dos pacientes controlar.

Cientistas do Salk Institute estão desenvolvendo uma abordagem promissora para tratá-la: o uso de células-tronco para criar células produtoras de insulina (chamadas de células beta) que poderiam substituir as células pancreáticas não funcionais.

Em um estudo publicado na revista Nature Communications  os pesquisadores relataram que desenvolveram uma nova maneira de criar células beta que é muito mais eficiente do que os métodos anteriores. Além disso, quando essas células beta foram testadas em um modelo de camundongo com diabetes tipo 1, o açúcar no sangue dos animais foi controlado em cerca de duas semanas.

“As células-tronco são uma abordagem extremamente promissora para o desenvolvimento de muitas terapias celulares, incluindo melhores tratamentos para o diabetes tipo 1”, disse o professor da Salk, Juan Carlos Izpisua Belmonte.

No trabalho atual, os pesquisadores começaram com células-tronco pluripotentes humanas (hPSCs). Essas células, que podem ser derivadas de tecidos adultos (geralmente a pele), têm o potencial de se tornar qualquer tipo de célula encontrada no corpo adulto. Usando vários fatores de crescimento e produtos químicos, os pesquisadores persuadiram hPSCs em células beta de uma forma gradual que imitou o desenvolvimento pancreático.

A produção de células beta a partir de hPSCs em laboratório não é nova, mas no passado o rendimento dessas células preciosas era baixo. Com os métodos existentes, apenas cerca de 10 a 40 por cento das células se tornam células beta. Em comparação, as técnicas usadas para criar células nervosas de hPSCs têm rendimentos de cerca de 80 por cento. Outro problema é que se células indiferenciadas forem deixadas na mistura, elas podem eventualmente se transformar em outro tipo de célula que seria indesejada.

“Para que os tratamentos baseados em células beta se tornem uma opção viável para os pacientes, é importante tornar essas células mais fáceis de fabricar”, disse o co-autor Haisong Liu, ex-membro do laboratório de Belmonte. “Precisamos encontrar uma maneira de otimizar o processo.”

Para resolver o problema, os pesquisadores adotaram uma abordagem gradual para criar células beta. Eles identificaram vários produtos químicos que são importantes para induzir hPSCs a se tornarem células mais especializadas. Eles finalmente identificaram vários coquetéis de produtos químicos que resultaram em rendimentos de células beta de até 80%.

Eles também examinaram as maneiras como essas células são cultivadas em laboratório. “Normalmente as células crescem em uma placa plana, mas permitimos que cresçam em três dimensões”, disse o co-autor Ronghui Li, pós-doutorado no laboratório de Belmonte. O crescimento das células dessa forma cria mais área de superfície compartilhada entre as células e permite que elas influenciem umas às outras, assim como fariam durante o desenvolvimento humano.

Depois que as células foram criadas, elas foram transplantadas em um modelo de camundongo com diabetes tipo 1. Os camundongos modelo tinham um sistema imunológico modificado que não rejeitava as células humanas transplantadas. “Descobrimos que em duas semanas esses ratos tiveram uma redução de seus níveis elevados de açúcar no sangue para a faixa normal”, disse o co-primeiro autor Hsin-Kai Liao, pesquisador do laboratório de Belmonte. “As células beta derivadas de hPSC transplantadas eram biologicamente funcionais.”

Os pesquisadores continuarão a estudar essa técnica em laboratório para otimizar ainda mais a produção de células beta. Mais pesquisas são necessárias para avaliar as questões de segurança antes que os ensaios clínicos possam ser iniciados em humanos. Os pesquisadores dizem que os métodos relatados neste artigo também podem ser úteis para o desenvolvimento de células especializadas no tratamento de outras doenças.

Fonte: Portal Science Daily