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Brecha de la diabetes: Insulina-producir las células formó usando las drogas de la malaria
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La diabetes afecta actualmente a 29 millones de americanos. Por décadas, los investigadores han estado intentando substituir las células de la insulina del páncreas que son destruidas por la enfermedad. La investigación innovadora pudo haber encontrado una manera genético de transformar las células alfa en las células beta insulina-que producen.
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Filas de la diabetes como la séptima causa de la muerte principal en los Estados Unidos, según los centros para el control y prevención de enfermedades (CDC).
El informe de la CDC que 29 millones de americanos viven actualmente con la enfermedad, y otros 86 millones tienen prediabetes.
La diabetes del tipo 1 es caracterizada por la incapacidad del páncreas para producir la insulina. Más concretamente, propias paradas del sistema inmune del cuerpo que reconocen las células beta normalmente responsables de producir la insulina. En lugar, las ataca y destruye.
Sin la insulina - que “dice normalmente” el cuerpo comenzar a reducir los niveles de glucosa - el azúcar de sangre no puede incorporar las células, donde se transforma normalmente en energía. Como consecuencia, la glucosa consigue pegada en la circulación sanguínea, llevando a la diabetes.
Por décadas, los científicos han estado intentando encontrar una manera de substituir estas células beta - designadas a veces las células del islote porque están situados en un área endocrina del páncreas conocido como los islotes de Langerhans.
Los investigadores han intentado substituir las células beta destruidas por nuevos usando las células madres y las células adultas. Aunque los resultados hayan mirado que animaban, tienen todavía tener éxito.
Ahora, los investigadores del centro de investigación de CeMM para la medicina molecular en Austria parecen haber encontrado el eslabón perdido, dando esperanza de una curación para la diabetes del tipo 1.
El papel de células alfa y beta
Un equipo de investigadores - llevados por Stefan Kubicek, líder del grupo en CeMM - examinó el papel de una variedad de drogas aprobadas en la transformación alfa y beta de la célula. Sus hallazgos fueron publicados en la célula del diario.
Además de las células beta, las células alfa y tres otros tipos de células forman los islotes de Langerhans en el páncreas, donde están responsables de regular niveles de azúcar de sangre.
El Artemisinin [de la célula alfa] puede convertir las células alfa pancreáticas en funcional beta-como las células con la señalización aumentada de GABA.
Crédito de imagen: Prensa Stefan Kubicek, CeMM de la célula
Mientras que las células beta ayudan a la señal una reducción en azúcar de sangre, las células alfa hacen el contrario, produciendo el glucagón. Sin embargo, las células alfa son flexibles: pueden transformar en las células beta.
En casos del agotamiento beta extremo de la célula, las células alfa se han mostrado para dar vuelta en las células beta insulina-que producían, con la ayuda de un regulador epigenético conocido como Arx.
Las células endocrinas necesitan reguladores guardar su identidad. Por ejemplo, los estudios recientes han mostrado que después de que las células endocrinas hayan distinguido, para que las células beta mantengan su identidad, el regulador epigenético Arx de la célula alfa necesita ser reprimida activamente.
“Arx regula muchos genes que sean cruciales para la función de una célula alfa,” dice Kubicek. El “trabajo precedente de nuestro colaborador, el equipo de Patrick Collombat mostró que un golpe de gracia genético de Arx lleva a una transformación de células alfa en las células beta.”
Así pues, a este punto, los investigadores sabían que necesitaron Arx transformar las células, pero no sabían si había otros factores en el organismo humano que influenció el proceso.
Para investigar esto, Kubicek y el equipo diseñaron variedades de células alfa y beta y las aislaron de su ambiente. Analizaban las células y demostraron que una privación de Arx es bastante para dar a una célula su identidad alfa, y no se requiere ningunos otros factores del cuerpo humano.
La droga de la malaria da vuelta a las células alfa en las células insulina-que producen
Ahora, los científicos podían probar los efectos de una amplia gama de drogas aprobadas sobre las células alfa cultivadas usando un análisis especialmente diseñado, completamente automatizado.
Los investigadores encontraron que los artemisinins - un grupo de drogas de uso general para tratar malaria - tenían el mismo efecto que una pérdida en Arx.
Es decir los artemisinins transformaron las células alfa pancreáticas en funcional, insulina-produciendo beta-como las células.
“Con nuestro estudio, podríamos mostrar que los artemisinins cambian el programa epigenético de glucagón-producir las células alfa e inducen alteraciones profundas de su función bioquímica,” explicamos Kubicek.
La manera que sucede ésta está con la activación de los receptores de GABA.
El efecto de GABA en roedores y seres humanos
GABA es un neurotransmisor importante producido por las células beta del islote. Trabaja como transmisor dentro de las células del islote, donde regula la secreción y la función del islote.
Artemisinins forma de nuevo las células alfa atando a una proteína llamada gephyrin. Esta proteína activa los receptores de GABA, que son como los interruptores centrales de la señalización celular. En el extremo de una cadena más larga de reacciones bioquímicas, GABA acciona la producción de insulina.
El estudio de Kubicek confirma los estudios anteriores del ratón que han mostrado GABA para ayudar a transformar las células alfa en las células beta. Uno de estos estudios es llevado por Patrick Collombat y publicado en la misma aplicación la célula.
Los efectos beneficiosos de artemisinins fueron mostrados no sólo en experimentos aislados de la variedad de células, pero también en los organismos modelo. Kubicek y el equipo mostraron que la droga de la malaria aumentó homeostasis total y mejorado beta de la célula en zebrafish, ratones, y ratas.
Es muy probable que el mismo efecto suceda en seres humanos, dice a los autores, porque las blancos moleculares para los artemisinins en pescados, roedores, y seres humanos son muy similares.
“Obviamente, el efecto a largo plazo de las necesidades de los artemisinins de ser probado. Especialmente la capacidad regenerador de células alfa humanas es todavía desconocido. Además, las nuevas células beta se deben proteger contra el sistema inmune. Pero nos sentimos confiados que el descubrimiento de artemisinins y su modo de acción pueden formar la fundación para totalmente una nueva terapia de la diabetes del tipo 1.”
