Múltiples tipos de células beta producen insulina en el páncreas, lo que ayuda a equilibrar los niveles de azúcar en la sangre. La pérdida de un tipo particularmente productivo de células beta puede contribuir al desarrollo de diabetes, según un nuevo estudio realizado por investigadores de Weill Cornell Medicine.
En el estudio, publicado el 16 de marzo en biología celular de la naturaleza, El Dr. James Lo, profesor asociado de medicina en Weill Cornell Medicine, y sus colegas midieron la expresión génica en células beta individuales recolectadas de ratones para determinar cuántos tipos diferentes de células beta existen en el páncreas. El equipo descubrió cuatro tipos distintos de células beta, incluido uno que se destacó. El grupo del grupo 1 de células beta produjo más insulina que otras células beta y pareció ser más capaz de metabolizar el azúcar. El estudio también mostró que la pérdida de este tipo de células beta podría contribuir a la diabetes tipo 2.
«Antes de esto, la gente pensaba que una célula beta era una célula beta y simplemente contaban el total de células beta», dijo el Dr. Lo, quien también es miembro del Centro Weill para la Salud Metabólica y el Instituto de Investigación Cardiovascular de Weill Cornell Medicine and cardiólogo del NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center. «Pero este estudio nos dice que podría ser importante subtipificar las células beta y que necesitamos estudiar el papel de estas células beta especiales del grupo 1 en la diabetes».
Dres. Doron Betel, Jingli Cao, Geoffrey Pitt y Shuibing Chen de Weill Cornell Medicine se unieron al Dr. Lo para llevar a cabo el estudio.
Los investigadores usaron una técnica llamada transcriptómica unicelular para medir todos los genes expresados en células beta de ratón individuales y luego usaron esa información para agruparlos en cuatro tipos. Las células beta del grupo 1 tenían una firma de expresión génica única que incluía una alta expresión de genes que ayudan a las centrales eléctricas celulares llamadas mitocondrias a descomponer el azúcar y potenciarlas para secretar más insulina. Además, pudieron distinguir las células beta del grupo 1 de los otros tipos de células beta por su alta expresión del gen CD63, lo que les permitió usar la proteína CD63 como marcador para este tipo específico de células beta.
«La expresión de CD63 nos proporcionó una forma de identificar las células sin destruirlas y nos permitió estudiar las células vivas», dijo.
Cuando el equipo analizó las células beta humanas y de ratón, descubrió que las células beta del grupo 1 con alta expresión del gen CD63 producen más insulina en respuesta al azúcar que los otros tres tipos de células beta con baja expresión de CD63.
«Son células beta de muy alto funcionamiento», dijo el Dr. Lo. «Creemos que pueden soportar la mayor parte de la carga de trabajo de producir insulina, por lo que su pérdida podría tener un impacto profundo».
En ratones alimentados con una dieta alta en grasas que induce a la obesidad y en ratones con diabetes tipo 2, el número de estas células beta productoras de insulina disminuyó.
«Debido a que la cantidad de células del grupo 1/CD63 alto disminuyó, es posible que tenga menos producción de insulina, lo que puede desempeñar un papel importante en el desarrollo de la diabetes», dijo.
El trasplante de células beta con una alta producción de CD63 en ratones con diabetes tipo 2 restauró sus niveles de azúcar en la sangre a la normalidad. Pero la extracción de las células trasplantadas hizo que volvieran a tener niveles altos de azúcar en la sangre. El trasplante de células beta de baja producción de CD63 en los ratones no restauró el azúcar en la sangre a niveles normales. En cambio, las células beta CD63 bajas trasplantadas parecían disfuncionales.
El descubrimiento puede tener implicaciones importantes para el uso de trasplantes de células beta para tratar la diabetes, dijo el Dr. Lo. Por ejemplo, puede ser mejor trasplantar solo células con alto contenido de CD63-beta. Señaló que también podría ser posible trasplantar menos de estas células altamente productivas. El equipo del Dr. Lo también descubrió que los humanos con diabetes tipo 2 tenían niveles más bajos de células beta CD63 altas en comparación con las personas sin diabetes.
A continuación, al Dr. Lo y sus colegas les gustaría saber qué sucede con las células beta productoras de CD63 en ratones con diabetes y cómo evitar que desaparezcan.
«Si podemos descubrir cómo mantenerlos por más tiempo, sobreviviendo y funcionando, eso podría conducir a mejores formas de tratar o prevenir la diabetes tipo 2», dijo.
También les gustaría estudiar cómo los tratamientos existentes para la diabetes afectan a todos los tipos de células beta. Los agonistas de GLP-1, que ayudan a aumentar la liberación de insulina en las personas con diabetes, interactúan con las células beta productoras de CD63 altas y bajas.
«Nuestro estudio también muestra que los agonistas de GLP-1 también podrían ser una forma de hacer que las células beta con baja producción de CD63 funcionen mejor», dijo el Dr. Lo.
