Los científicos han descubierto las señales que determinan el destino de las células inmaduras en el páncreas. La investigación muestra que son muy móviles y que su destino está fuertemente influenciado por su entorno inmediato. Este avance publicado en la revista Naturaleza facilitará la fabricación de células de los islotes pancreáticos a partir de células madre y podría ayudar a combatir la diabetes tipo 1. El Prof. Dr. Henrik Semb, quien dirigió el estudio, se unió recientemente a Helmholtz Zentrum München.
La diabetes tipo 1 es una enfermedad autoinmune que destruye las células beta productoras de insulina en el páncreas del paciente. Los enfoques actuales para las terapias de reemplazo tienen como objetivo generar células beta productoras de insulina a partir de células madre pluripotentes humanas. Hasta ahora, la ingeniería de células especializadas a partir de células pluripotentesLas células madre se han basado en gran medida en el conocimiento empírico de lo que funciona. "Ahora hemos podido mapear la señal que determina si las células progenitoras pancreáticas se volverán endocrinas, como las células beta productoras de insulina o las células de los conductos", dice el Prof. Dr.Henrik Semb. Es el Director del Instituto de Investigación de Células Madre Traslacionales en Helmholtz Zentrum München, así como Profesor y Director Ejecutivo del Centro de la Fundación Novo Nordisk para Biología de Células Madre DanStem en la Universidad de Copenhague.
"Las células son análogas a los pinballs, cuyo puntaje final se basa en la suma de los encuentros de los pines. Se mueven constantemente dentro del páncreas en desarrollo, lo que genera cambios ambientales frecuentes. Demostramos que la exposición a componentes específicos de la matriz extracelular determina eldestino final de las células ", explica Semb.
La matriz determina el destino
Las células progenitoras son similares a las células madre, ya que pueden autorrenovarse y diferenciarse en tipos de células maduras. Sin embargo, su capacidad de autorrenovación es generalmente limitada en comparación con la de las células madre. El comportamiento dinámico de los progenitores durante la formación de órganos los hacedifícil de estudiar. Para superar este obstáculo, el científico sembró progenitores derivados de células madre humanas en portaobjetos de vidrio con micropatrones con diferentes proteínas de matriz. Con este enfoque, los investigadores pudieron estudiar cómo cada progenitor, sin la influencia de las células vecinas, reacciona a su entorno. "Esto nos permitió descubrir algo muy sorprendente. Nuestra investigación reveló que las interacciones con diferentes componentes de la matriz extracelular cambian el estado de fuerza mecánica dentro del progenitor. Estas fuerzas resultan de interacciones entre la matriz extracelular, que está fuera de la célula, y el citoesqueleto de actina, que está dentro de la celda ".
Las células endocrinas pancreáticas incluyen todas las células productoras de hormonas, como las células beta productoras de insulina y las células alfa productoras de glucagón, dentro del islote de Langerhans, mientras que las células de los conductos son células epiteliales que recubren los conductos del páncreas ". Los experimentosmuestran que la exposición a la laminina de la matriz extracelular instruye a las células progenitoras hacia un destino endocrino al reducir las fuerzas mecánicas dentro de las células. A la inversa, la exposición a la fibronectina da como resultado un destino en los conductos debido al aumento de las fuerzas mecánicas ".
El mecanismo facilita la explotación
A través de los análisis detallados de los dos primeros autores de DanStem, los doctores Anant Mamidi y Christy Prawiro, los investigadores descubrieron los detalles moleculares de la vía de señalización respectiva * e incluso pudieron validar la relevancia fisiológica in vivo durante el desarrollo del páncreas ".ahora puede reemplazar un número significativo de sustancias derivadas empíricamente, cuyo modo de acción en los protocolos de diferenciación de vanguardia actuales es en gran parte desconocido, con inhibidores de moléculas pequeñas que se dirigen a componentes específicos de la vía de mecanoeñalización recientemente identificada ", explica Henrik Semb.
Con esta nueva estrategia, las células beta productoras de insulina ahora se pueden producir de manera más rentable y robusta a partir de células madre pluripotentes humanas para futuros tratamientos contra la diabetes ". Nuestro descubrimiento abre nuevos caminos porque explica cómo las células progenitoras multipotentes maduran en diferentes célulastipos durante la formación de órganos ", dice Semb." También nos da las herramientas para recrear los procesos en el laboratorio, para diseñar con mayor precisión las células que se pierden o dañan en enfermedades graves, como la diabetes tipo 1 y las enfermedades neurodegenerativas, para futuras célulasterapias de reemplazo. "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz Zentrum München - Centro alemán de investigación para la salud ambiental . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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