La pérdida de células beta secretoras de insulina por la destrucción autoinmune conduce a la diabetes tipo 1. El trasplante clínico de células de los islotes tiene el potencial de curar la diabetes, pero el páncreas de los donantes es raro. En un nuevo estudio, un grupo de investigadores desarrolló un tallo pluripotente mejoradoprotocolo de diferenciación celular para generar células beta in vitro con una respuesta superior de glucosa y secreción de insulina. Este es un paso importante hacia la terapia de reemplazo de células beta.
Las células madre pluripotentes humanas células madre embrionarias humanas o células madre pluripotentes inducidas pueden diferenciarse en cada tipo de célula del cuerpo humano con capacidad ilimitada de autorrenovación. Por lo tanto, las células madre pluripotentes son una fuente óptima para generar tipos de células especializadas paraterapia de reemplazo celular, por ejemplo, células beta para pacientes diabéticos. Sin embargo, los protocolos actuales de diferenciación de células beta in vitro son muy complejos debido a la gran cantidad de pasos de diferenciación. El proceso requiere casi 20 proteínas de señalización y moléculas pequeñas para regular el crecimiento y la diferenciación decélulas y dura más de cuatro semanas. Dentro de este proceso de múltiples pasos, no todas las células se diferencian en las células objetivo pero toman caminos de diferenciación incorrectos. Esto puede conducir a una población celular altamente heterogénea con células beta que no son completamente funcionales. Un grupo deinvestigadores en Helmholtz Zentrum München, Centro Alemán para la Investigación de la Diabetes DZD, Universidad Técnica de Munich TUM y Miltenyi Biotec, por lo tanto, intentaron mejorar la calidad de las células beta derivadas de células madre.
control de calidad CD177
Los investigadores desarrollaron un enfoque para enriquecer el cultivo de células madre con progenitores de páncreas altamente especializados que podría conducir a una diferenciación más específica en las células beta ". Desde la biología del desarrollo, sabíamos que los progenitores de páncreas ya están especificados en la etapa del endodermo, la primerapaso de diferenciación. Necesitábamos averiguar si esto también era cierto para la diferenciación de células madre pluripotentes humanas ", explica la profesora Heiko Lickert, directora del Instituto de Investigación de Diabetes y Regeneración de Helmholtz Zentrum München, profesora de biología de células beta en la escuela TUMde Medicina y miembro de la Junta de Coordinación de Investigación del Centro Alemán para la Investigación de la Diabetes DZD.
Para investigar sobre esto, los investigadores estaban buscando la posibilidad de controlar mejor la calidad del endodermo y su diferenciación en progenitores específicos del páncreas. En cooperación con el grupo de Sebastian Knöbel en Miltenyi Biotec, identificaron un anticuerpo monoclonal llamado CD177 que marca unsubpoblación del endodermo que se diferencia de manera eficiente y homogénea en progenitores pancreáticos específicos. Por lo tanto, CD177 puede funcionar como un control de calidad. "Con CD177 ya podemos ver en una etapa temprana si las células están en el camino de diferenciación correcto. Esto puede ayudar a ahorrar muchostiempo, esfuerzos y dinero ", dice Lickert.
Enriquecer el cultivo de células madre con CD177 en la etapa de endodermo aumenta la generación de progenitores pancreáticos específicos. En última instancia, esto conduce a células beta más maduras y más funcionales que responden mejor a la glucosa y muestran mejores patrones de secreción de insulina.
Terapia de reemplazo celular, modelado de enfermedades y detección de drogas
Los protocolos actuales de diferenciación de células beta generan poblaciones de células muy heterogéneas que no solo contienen células beta, sino también progenitores pancreáticos restantes o tipos de células de un linaje diferente. La purificación por CD177 no solo mejorará la homogeneidad y la calidad de las células beta generadas, sino que tambiéntambién aumentan su seguridad clínica, ya que las células madre pluripotentes se separan. Este es un paso crucial hacia la traducción clínica de la terapia de reemplazo de células beta derivadas de células madre para pacientes con diabetes tipo 1.
Además, como las células beta generadas por CD177 son más similares a las células beta en el cuerpo humano, el protocolo CD177 ayudará a establecer sistemas de modelado de enfermedades que pueden imitar el páncreas humano. Además, un protocolo de diferenciación que da lugar a células beta funcionales esde mayor interés para los enfoques de detección de drogas.
Sobre este estudio
Este estudio fue una colaboración entre Helmholtz Zentrum München, el Centro Alemán para la Investigación de la Diabetes DZD, la Universidad Técnica de Munich TUM y Miltenyi Biotec. Fue financiado por el Centro Alemán para la Investigación de la Diabetes DZD, el consorcio de la UEHumEN "Aumento de la producción de células beta productoras de insulina humana mediante la diferenciación eficiente y la expansión de los progenitores de endodermo pancreático" - SALUD.2013.1.4-1. Control de la diferenciación y proliferación en células madre humanas destinadas a uso terapéutico. FP7-SALUD-2013-INNOVATION-1 y el programa de investigación e innovación Horizon 2020 de la Unión Europea bajo el acuerdo de subvención número 874839.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz Zentrum München - Centro Alemán de Investigación para la Salud Ambiental . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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