Os recentes avanços na investigação médica estão a aproximar-nos de um mundo onde o controlo da diabetes tipo 1 não requer monitorização constante do açúcar no sangue ou injeções regulares de insulina. Os cientistas têm explorado tratamentos inovadores baseados em células que visam restaurar a capacidade do corpo de produzir insulina naturalmente. Estes métodos de ponta envolvem a geração de células produtoras de insulina a partir de células estaminais, oferecendo uma nova esperança aos milhões de pessoas que sofrem desta doença crónica. A jornada destas descobertas está repleta de descobertas fascinantes e de um potencial promissor, marcando um importante passo em frente na luta contra a diabetes tipo 1.
O estudo, liderado pelo Professor Rasoul Salehi com os Drs. Sahar Sepyani, Dr. Sedigheh Momenzadeh e Dr. Reza Nedaeinia da Universidade de Isfahan e Dr. Saied Safabakhsh do Instituto Micronésio para Prevenção e Pesquisa de Doenças, foi publicado na revista SLAS Discovery.
O diabetes tipo 1 é caracterizado pela destruição autoimune das células beta pancreáticas e pode levar à hiperglicemia crônica e complicações graves se o tratamento não for eficaz. O tratamento tradicional gira em torno da administração de insulina exógena, uma abordagem repleta de desafios na manutenção de níveis estáveis de glicose no sangue. A produção de insulina endógena através da substituição de células produtoras de insulina tem sido um objetivo procurado há muito tempo, mas a escassez de doadores adequados tem dificultado a sua aplicação generalizada.
Avanços recentes na pesquisa com células-tronco abriram novos caminhos para células produtoras de insulina (IPCs). Os pesquisadores desenvolveram protocolos para derivar IPCs de vários tipos de células-tronco, incluindo células-tronco pluripotentes humanas (hPSCs), como células-tronco embrionárias (ES) e células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs). O professor Salehi enfatizou: “A utilização de fatores de transcrição específicos de células β se destaca como uma estratégia direta para a geração de IPC, fornecendo um método simples e eficaz para gerar essas células críticas”.
Este estudo fornece informações sobre os mecanismos moleculares de diferenciação de células beta, enfatizando o papel crítico dos fatores de transcrição. Esses fatores regulam o desenvolvimento de células pancreáticas de células progenitoras em células beta totalmente funcionais, capazes de produzir insulina. Por exemplo, os factores de transcrição PDX1, NKX6.1 e NGN3 são críticos na orientação das células estaminais através do complexo processo de se tornarem células produtoras de insulina. Como aponta o professor Salehi, “compreender as funções e interações desses fatores de transcrição é fundamental para o avanço da tecnologia de geração de IPC”.
Um desafio significativo é a reprodutibilidade do protocolo para geração de IPCs. As diferenças na eficiência de diferenciação de diferentes linhas de células-tronco enfatizam a necessidade de métodos refinados e consistentes. A abordagem inovadora dos pesquisadores envolve a manipulação direta de fatores de transcrição de células beta, aumentando assim a eficiência e encurtando o tempo de produção de IPC. Esta abordagem ignora o laborioso processo de várias etapas empregado anteriormente e marca uma grande melhoria no campo.
Além dos sistemas tradicionais de cultura 2D, o estudo também explorou tecnologias de cultura 3D, como organóides e esferóides, que podem simular com mais precisão o ambiente celular natural do pâncreas. Esses modelos 3D demonstram melhor maturação e funcionalidade do IPC, fornecendo uma plataforma promissora para futuras aplicações terapêuticas. Outro aspecto inovador desta pesquisa é o uso da reprogramação celular para converter células não beta em células produtoras de insulina, através da introdução de fatores de transcrição específicos. A tecnologia tem se mostrado promissora em uma variedade de tipos de células, incluindo células acinares pancreáticas e hepatócitos. “A transdiferenciação explora a plasticidade inerente das células para guiá-las em direção ao destino das células beta, ativando genes-chave envolvidos na produção de insulina”, explicou o professor Salehi.
Outra estratégia inovadora destacada no estudo é encapsular células beta para protegê-las da rejeição imunológica e, ao mesmo tempo, permitir a troca de nutrientes e oxigênio. Vários materiais e dispositivos foram desenvolvidos para criar um ambiente de suporte para células transplantadas, aumentando assim a sua viabilidade e funcionalidade. Como disse o professor Salehi, “a tecnologia de encapsulamento é crítica para o sucesso a longo prazo das terapias celulares, fornecendo uma barreira protetora que garante a sobrevivência e a eficácia das células implantadas”.
O trabalho da equipa de investigação representa um importante passo em frente na luta contra a diabetes tipo 1. Suas descobertas não apenas melhoram nossa compreensão do desenvolvimento de células beta, mas também abrem caminho para terapias celulares mais eficazes e escalonáveis. A próxima fase desta investigação centrar-se-á na optimização destas tecnologias e na realização de ensaios clínicos para avaliar a sua eficácia em pacientes.
O professor Salehi concluiu: “O objetivo final é obter uma fonte confiável e sustentável de células produtoras de insulina para restaurar a produção endógena de insulina em pacientes com diabetes tipo 1, proporcionando-lhes uma melhor qualidade de vida e redução da dependência de insulina exógena”.
Referência do diário
Sahar Sepyani, Sedigheh Momenzadeh, Saied Safabakhsh, Reza Nedaeinia, Rasoul Salehi, “Tratamentos para diabetes tipo 1: abordagens baseadas em células preparadas para o sucesso final”, SLAS Discovery, 2024. doi: https://doi.org/10.1016/j.slasd.2023.11.002
Sobre o autor
Rasul Salehi(Ph.D.) Distinto Professor de Biologia Molecular e Presidente do Departamento de Genética e Biologia Molecular, além de ser Diretor do Centro de Pesquisa de Doenças Genéticas Pediátricas da Universidade de Ciências Médicas de Isfahan, Irã. O Professor Salehi obteve muitos doutorados durante os últimos 30 anos de atividades científicas e acadêmicas. estudante. Ele fez contribuições significativas para o avanço da ciência por meio de inúmeras publicações científicas.
