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O diabetes, que afeta milhões de pessoas em todo o mundo, se desenvolve quando o corpo gera quantidades insuficientes do hormônio insulina – um hormônio que mantém o açúcar no sangue saudável – ou quando o corpo não consegue usar efetivamente a insulina que produz. Quando o número de células beta é muito baixo ou elas não estão funcionando corretamente, não há insulina suficiente sendo liberada. As células beta se comunicam para secretar insulina de maneira coordenada. Uma equipe internacional de cientistas do Instituto Max Planck de Biologia Celular e Genética Molecular (MPI-CBG) em Dresden, Alemanha, do Instituto Paul Langerhans Dresden (PLID) e das Universidades de Oulu, Finlândia e Copenhague, Dinamarca, agora mostra que o O gene Wnt4 nas células beta permite que elas detectem a glicose e liberem o hormônio insulina que permite que outras células do corpo armazenem glicose. Esses insights podem ajudar a criar células beta de reposição para terapia de diabetes no futuro.
Ao nascer, o bebê começa a comer alimentos e os transforma em energia. Muitos nutrientes podem ser convertidos em açúcar (glicose) e liberados na corrente sanguínea. Níveis mais altos de açúcar no sangue sinalizam às células beta do pâncreas para liberar insulina, o que permite que o açúcar no sangue entre nas células para usá-lo ou armazená-lo como energia. No entanto, em diferentes fases da vida, as células beta sensíveis a alimentos precisam se adaptar a diferentes alimentos e necessidades. Em um estudo recente em Comunicações da NaturezaAnne Grapin-Botton, diretora do MPI-CBG, e sua equipe em Dresden e no Novo Nordisk Foundation Center for Stem Cell Biology em Copenhagen, Dinamarca, juntamente com colegas da Faculdade de Medicina Carl Gustav Carus da Technische Universität Dresden encontraram que o gene Wnt4 se torna ativo em células beta sensíveis a alimentos à medida que amadurecem no início da vida pós-natal.
Como tudo começou
A descoberta do papel do Wnt4 no desenvolvimento de um pâncreas começou na década de 1990 na Universidade de Harvard, quando Anne Grapin-Botton, pesquisadora de pós-doutorado na época, discutiu com Seppo Vainio, agora líder da unidade de pesquisa da Universidade de Oulu. “Lembro que quando trabalhei com Wnt4 no desenvolvimento do rim, especulamos que esse sinal teria um papel no desenvolvimento do pâncreas também”, diz Seppo Vainio. Mas os pesquisadores não tinham as ferramentas certas naquele momento. Mais de 20 anos depois, o pesquisador de pós-doutorado Keiichi Katsumoto no laboratório de Anne Grapin-Botton estava interessado em descobrir qual a função do gene Wnt4 no desenvolvimento do pâncreas. Enquanto isso, o laboratório de Vainio em Oulu desenvolveu ainda mais seus modelos de mouse: “Com todas essas ferramentas, podemos direcionar a função Wnt4 no desenvolvimento e fisiologia do pâncreas com o laboratório de pesquisa de Anne Grapin-Botton”, diz Seppo Vainio.
Comunicação emocionante entre células beta
Keiichi Katsumoto descreve o que observou: “Descobrimos que o gene Wnt4 é expresso em células beta durante a maturação da célula. As células que começam a expressar Wnt4 param de proliferar e se tornam mais funcionais. Vimos que com menos Wnt4, a célula beta secreta menos insulina.” A equipe descobriu que, embora as células beta fossem capazes de detectar açúcar no sangue, elas secretavam menos insulina em resposta à glicose.
“Quando vimos que ratos sem o gene Wnt4 estavam se tornando diabéticos, sabíamos que tínhamos encontrado algo importante, mas não entendíamos como ele estava agindo”, diz Anne Grapin-Botton, que supervisionou este estudo. “Entendemos a partir de trabalhos em outros órgãos, notadamente nosso colaborador Seppo Vainio e seus colegas, que esse gene é um sinal enviado por células para outras. Foi emocionante encontrar a comunicação entre as células beta do pâncreas, sua conservação em várias espécies animais e os mecanismos pelos quais ela opera, notadamente as profundas mudanças metabólicas que provoca nas células beta. No entanto, ainda não entendemos se as células beta liberam Wnt4 constantemente ou em circunstâncias especiais. Isso será algo que queremos explorar no futuro.”
“Os resultados também sugerem que o aumento de Wnt4 logo após o nascimento permite que as células beta amadureçam”, diz Katsumoto. Nosso próximo passo é entender por que o Wnt4 se expressa à medida que as células amadurecem.” Esses resultados podem apoiar o desenvolvimento de células beta de substituição para terapia de diabetes com Wnt4 adicionado para promover a maturação.
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