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Células-tronco do estômago humano podem ser convertidas em células que secretam insulina em resposta ao aumento dos níveis de açúcar no sangue, oferecendo uma abordagem promissora para o tratamento do diabetes, de acordo com um estudo pré-clínico de pesquisadores da Weill Cornell Medicine.
No estudo, publicado em 27 de abril na natureza biologia celular, os pesquisadores mostraram que poderiam pegar células-tronco obtidas do tecido do estômago humano e reprogramá-las diretamente – com uma eficiência surpreendentemente alta – em células que se assemelham muito às células pancreáticas secretoras de insulina, conhecidas como células beta. Transplantes de pequenos grupos dessas células reverteram os sinais da doença em um modelo de diabetes em camundongos.
“Este é um estudo de prova de conceito que nos dá uma base sólida para o desenvolvimento de um tratamento, baseado nas próprias células dos pacientes, para diabetes tipo 1 e diabetes tipo 2 grave”, disse o autor sênior do estudo, Dr. Joe Zhou, professor de medicina regenerativa e membro do Hartman Institute for Therapeutic Organ Regeneration na Weill Cornell Medicine.
A insulina é um hormônio que regula os níveis de glicose no sangue – sem ela, a glicose no sangue fica muito alta, causando diabetes e suas muitas complicações. Estima-se que 1,6 milhão de americanos tenham diabetes tipo 1, que resulta de um ataque autoimune que destrói as células beta do pâncreas. Pelo menos vários milhões de outros americanos carecem de células beta suficientes devido ao diabetes tipo 2 grave. Os tratamentos atuais em tais casos incluem injeções manuais e de bomba de insulina, que têm várias desvantagens, incluindo dor, controle de glicose potencialmente ineficiente e a necessidade de usar equipamentos pesados.
Os pesquisadores biomédicos pretendem substituir a função das células beta de uma maneira mais natural, com transplantes de células humanas que funcionam como as células beta: detectando automaticamente os níveis de açúcar no sangue e secretando insulina conforme necessário. Idealmente, esses transplantes usariam células dos próprios pacientes, para evitar o problema de rejeição do transplante.
O Dr. Zhou tem trabalhado com esse objetivo por mais de 15 anos. Em experimentos iniciais como pesquisador de pós-doutorado, ele descobriu que as células pancreáticas comuns poderiam ser transformadas em células beta produtoras de insulina, forçando a ativação de três fatores de transcrição – ou proteínas que controlam a expressão gênica – resultando na ativação subsequente de genes necessário para o desenvolvimento de células beta normais. Em um estudo de 2016, novamente em camundongos, ele e sua equipe mostraram que certas células-tronco no estômago, chamadas células-tronco gástricas, também são altamente sensíveis a esse método de ativação de três fatores.
“O estômago produz suas próprias células secretoras de hormônios, e as células do estômago e as células pancreáticas são adjacentes no estágio embrionário de desenvolvimento, portanto, nesse sentido, não é totalmente surpreendente que as células-tronco gástricas possam ser tão prontamente transformadas em insulina tipo beta. -secreting células”, disse o Dr. Zhou.
As tentativas de reproduzir esses resultados usando células-tronco gástricas humanas, que podem ser removidas de pacientes com relativa facilidade em um procedimento ambulatorial chamado endoscopia, foram retardadas por vários obstáculos técnicos. No entanto, no novo estudo, liderado pelo primeiro autor Dr. Xiaofeng Huang, instrutor de biologia molecular em medicina na Weill Cornell Medicine, os pesquisadores finalmente alcançaram o sucesso.
Depois de transformar células-tronco gástricas humanas em células semelhantes a beta, a equipe cultivou as células em pequenos aglomerados chamados organoides e descobriu que esses pedaços de tecido semelhantes a órgãos rapidamente se tornaram sensíveis à glicose, respondendo com secreções de insulina. Quando transplantados para camundongos diabéticos, os organoides do tipo beta funcionaram em grande parte como as células beta pancreáticas reais, secretando insulina em resposta ao aumento da glicose no sangue e, assim, mantendo os níveis de glicose no sangue estáveis. Os transplantes também continuaram funcionando enquanto os pesquisadores os monitoraram – seis meses – sugerindo boa durabilidade.
Dr. Zhou disse que ele e seu laboratório ainda precisam otimizar seu método de várias maneiras antes que ele possa ser considerado para uso clínico. As melhorias necessárias incluem métodos para aumentar a escala de produção de células beta para transplantes em humanos e modificações das células semelhantes a beta para torná-las menos vulneráveis ao tipo de ataque imunológico que inicialmente destrói as células beta em pacientes com diabetes tipo 1.
Em última análise, os pesquisadores esperam desenvolver uma técnica que permita a colheita relativamente fácil de células-tronco gástricas de pacientes, seguida pelo transplante, semanas depois, de organoides secretores de insulina que regulam os níveis de açúcar no sangue sem a necessidade de medicação adicional.
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