La obesidad es la principal causa de diabetes tipo 2 y enfermedades crónicas relacionadas que, juntas, matarán a más personas en todo el mundo este año que el coronavirus Covid-19. Los científicos del Centro de Diabetes Joslin han presentado una prueba de concepto para una novedosa tecnología basada en células.terapia contra esta peligrosa condición.
La terapia potencial para la obesidad trasplantaría células de grasa HUMBLES de color marrón humano, células de grasa blanca humana que han sido modificadas genéticamente para volverse similares a las células de grasa marrón generadoras de calor, dice Yu-Hua Tseng, PhD, investigador principalen la sección de Joslin sobre fisiología y metabolismo integrativos.
Las células de grasa marrón queman energía en lugar de almacenar energía como lo hacen las células de grasa blanca, dice Tseng, autor principal de un artículo sobre el trabajo en Medicina traslacional científica . En el proceso, la grasa parda puede reducir los niveles excesivos de glucosa y lípidos en la sangre que están relacionados con enfermedades metabólicas como la diabetes.
Sin embargo, las personas que tienen sobrepeso u obesidad tienden a tener menos de esta beneficiosa grasa marrón, una barrera que las células HUMBLE están diseñadas para superar, dice Tseng.
Ella y sus colegas crearon las células a partir de glóbulos blancos humanos en una etapa progenitora aún no desarrollada completamente en su forma grasa final. Los investigadores utilizaron una variante del sistema de edición del genoma CRISPR-Cas9 para impulsar la expresión de un gen llamadoUCP1, que desencadena que los progenitores de los glóbulos blancos se conviertan en células parecidas a la grasa marrón.
Trasplantadas a ratones que carecen de un sistema inmunológico, las células progenitoras HUMBLE se desarrollaron en células que funcionaban de manera muy parecida a las propias células de grasa marrón de los ratones, dice Tseng, quien también es profesor de medicina en la Escuela de Medicina de Harvard.
Su equipo comparó los trasplantes de estas células con los glóbulos blancos originales en ratones que recibieron una dieta alta en grasas. Los ratones que recibieron los trasplantes HUMBLE mostraron una sensibilidad mucho mayor a la insulina y la capacidad de eliminar la glucosa de la sangre dos factores clave queestán afectados por la diabetes tipo 2.
Además, los ratones que recibieron trasplantes HUMBLE subieron de peso menos que los ratones con glóbulos blancos trasplantados, permaneciendo en el mismo rango que los animales que recibieron glóbulos marrones.
Quizás sorprendentemente, los científicos de Joslin demostraron que estos beneficios se debían principalmente a las señales de las células trasplantadas a las células grasas pardas endógenas existentes en los ratones. "Las células en diferentes tejidos se comunican entre sí", dice Tseng. "En estoEn este caso, descubrimos que nuestras células HUMBLE trasplantadas secretan una molécula llamada óxido nítrico, que es transportado por los glóbulos rojos a las células marrones endógenas y activa esas células ".
Si la técnica HUMBLE continúa demostrándose en la investigación preclínica, eventualmente podría ser posible generar este tipo de células para pacientes individuales, sugiere Tseng. Tal procedimiento eliminaría una pequeña cantidad de glóbulos blancos de un paciente, aislarlas células progenitoras, modificar esas células para aumentar la expresión de UCP1 y luego devolver las células HUMBLES resultantes al paciente.
Sin embargo, ese enfoque individualizado sería complicado y costoso, por lo que el laboratorio de Tseng está siguiendo dos rutas alternativas que pueden ser más prácticas para el uso clínico.
Una alternativa es usar células que no están personalizadas, sino que están encapsuladas a través de biomateriales que protegen a las células del rechazo del sistema inmunológico del paciente los investigadores de Joslin y sus colaboradores han estudiado durante mucho tiempo dichos materiales para trasplantes de células para la diabetes tipo 1.La otra opción son las terapias génicas que expresan directamente el gen UCP1 en las células progenitoras de grasa blanca en el cuerpo, de modo que esas células adquieran propiedades similares a HUMBLE.
Tseng enfatiza que esta investigación avanza a pesar de la pandemia de Covid-19, que pone a las personas con diabetes en un riesgo mucho mayor de sufrir resultados graves si están infectadas.
"El empleo de terapias celulares o genéticas para tratar la obesidad o la diabetes tipo 2 solía ser ciencia ficción", dice. "Ahora los avances científicos, como las tecnologías de edición de genes CRISPR, nos ayudarán a mejorar el metabolismo, el cuerpoel peso, la calidad de vida y la salud general de las personas con obesidad y diabetes ".
Autor principal del Medicina traslacional científica el artículo es Chih-Hao Wang, PhD. Joslin's Morten Lundh, Tian Lian Huang, Matthew Lynes, Farnaz Shamsi y Justin Darcy también contribuyeron. Otros coautores incluyen a Accalia Fu y Nika Danial del Dana-Farber Cancer Institute; Rókus Kriszt dela Universidad Nacional de Singapur; Luiz Leiria de la Universidad de São Paulo; Bennett Greenwood, Niven Narain, Vladimir Tolstikov y Michael Kiebish de BERG; Kyle Smith y Susan Hagen del Centro Médico Beth Israel Deaconess; Brice Emanuelli de la Universidad de Copenhague; yYoung-Tae Chang de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang. El financiamiento principal provino de los Institutos Nacionales de Salud y del Ministerio de Ciencia y Tecnología de Taiwán.
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