En un nuevo estudio, un equipo de investigadores de la Universidad de Missouri, Georgia Tech y la Universidad de Harvard demostró el uso exitoso de un nuevo tratamiento para la diabetes tipo 1 en un modelo animal grande. Su enfoque consiste en trasplantar células pancreáticas productoras de insulina (llamadas islotes pancreáticos) de un donante a un receptor, sin necesidad de fármacos inmunosupresores a largo plazo.
En las personas que viven con diabetes tipo 1, su sistema inmunitario puede funcionar mal y hacer que se ataque a sí mismo, dijo Haval Shirwan, profesor de salud infantil y microbiología molecular e inmunología en la Facultad de Medicina de MU, y uno de los autores principales del estudio.
«El sistema inmunitario es un mecanismo de defensa estrictamente controlado que garantiza el bienestar de las personas en un entorno lleno de infecciones», dijo Shirwan. «La diabetes tipo 1 se desarrolla cuando el sistema inmunitario identifica erróneamente las células productoras de insulina en el páncreas como infecciones y las destruye. Normalmente, una vez que se elimina un peligro o amenaza percibida, el mecanismo de comando y control del sistema inmunitario se activa para eliminar cualquier mal Sin embargo, si este mecanismo falla, se pueden manifestar enfermedades como la diabetes tipo 1».
La diabetes afecta la capacidad del cuerpo para producir o usar insulina, una hormona que ayuda a regular cómo se usa el azúcar en la sangre en el cuerpo. Las personas que viven con diabetes tipo 1 no producen insulina y, por lo tanto, no pueden controlar sus niveles de azúcar en la sangre. Esa pérdida de control puede provocar complicaciones potencialmente mortales, como enfermedades cardíacas, daño renal y daño ocular.
Durante las últimas dos décadas, Shirwan y Esma Yolcu, profesora de salud infantil y microbiología molecular e inmunología en la Facultad de Medicina de MU, se han centrado en un mecanismo, llamado apoptosis, que destruye las células inmunitarias «deshonestas» para que no causen diabetes o rechazo de trasplantes. islotes pancreáticos uniendo una molécula llamada FasL a la superficie de los islotes.
«Un tipo de apoptosis ocurre cuando una molécula llamada FasL interactúa con otra molécula llamada Fas en las células inmunitarias deshonestas y hace que mueran», dijo Yolcu, uno de los primeros autores del estudio. «Por lo tanto, nuestro equipo fue pionero en una tecnología que permitió la producción de una nueva forma de FasL y su presentación en microgeles o células de los islotes pancreáticos trasplantados para evitar que las células rebeldes las rechacen. Después del trasplante de células de los islotes pancreáticos productores de insulina, las células rebeldes se movilizan al injertar para su destrucción, pero son eliminados por FasL que involucran a Fas en su superficie».
Una ventaja de este nuevo método es la oportunidad de renunciar potencialmente a toda una vida de tomar medicamentos inmunosupresores, que contrarrestan la capacidad del sistema inmunitario para buscar y destruir un objeto extraño cuando se introduce en el cuerpo, como un órgano o, en este caso, una célula. trasplante.
«El principal problema con los medicamentos inmunosupresores es que no son específicos, por lo que pueden tener muchos efectos adversos, como casos elevados de desarrollo de cáncer», dijo Shirwan. «Entonces, usando nuestra tecnología, encontramos una manera de modular o entrenar el sistema inmunológico para que acepte, y no rechace, estas células trasplantadas».
Su método utiliza tecnología incluida en una patente estadounidense presentada por la Universidad de Louisville y Georgia Tech, y desde entonces ha obtenido la licencia de una empresa comercial con planes de obtener la aprobación de la FDA para pruebas en humanos. Para desarrollar el producto comercial, los investigadores de MU colaboraron con Andrés García y el equipo de Georgia Tech para unir FasL a la superficie de microgeles con una prueba de eficacia en un modelo animal pequeño. Luego, se unieron a Jim Markmann y Ji Lei de Harvard para evaluar la eficacia de la tecnología de microgel FasL en un modelo animal grande, que se publica en este estudio.
Incorporando el poder de NextGen
Este estudio representa un hito significativo en el proceso de investigación de banco a cama, o cómo los pacientes incorporan directamente los resultados de laboratorio para que los usen los pacientes con el fin de ayudar a tratar diferentes enfermedades y trastornos, un sello distintivo de la iniciativa de investigación más ambiciosa de MU, NextGen Precision Iniciativa de salud.
Destacando la promesa de la atención médica personalizada y el impacto de la colaboración interdisciplinaria a gran escala, la iniciativa NextGen Precision Health está reuniendo a innovadores como Shirwan y Yolcu de MU y las otras tres universidades de investigación del Sistema UM en busca de avances en salud de precisión que cambien la vida. . Es un esfuerzo de colaboración para aprovechar las fortalezas de investigación de MU hacia un futuro mejor para la salud de los habitantes de Missouri y más allá. El edificio Roy Blunt NextGen Precision Health en MU ancla la iniciativa general y amplía la colaboración entre investigadores, médicos y socios de la industria en las instalaciones de investigación de última generación.
«Creo que estar en la institución adecuada con acceso a una gran instalación como el edificio Roy Blunt NextGen Precision Health nos permitirá aprovechar nuestros hallazgos existentes y tomar las medidas necesarias para avanzar en nuestra investigación y realizar las mejoras necesarias más rápido. , dijo Yolcu.
Shirwan y Yolcu, quienes se unieron a la facultad de MU en la primavera de 2020, son parte del primer grupo de investigadores que comenzó a trabajar en el edificio NextGen Precision Health, y después de trabajar en MU durante casi dos años, ahora se encuentran entre los primeros investigadores de NextGen. tener un trabajo de investigación aceptado y publicado en una revista académica de alto impacto revisada por pares.
«Los microgeles FasL inducen la aceptación inmunitaria de aloinjertos de islotes en primates no humanos», se publicó en Avances de la ciencia, una revista publicada por la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS). La financiación provino de subvenciones de la Fundación de Investigación de Diabetes Juvenil (2-SRA-2016-271-SB) y los Institutos Nacionales de Salud (U01 AI132817), así como una beca posdoctoral de la Fundación de Investigación de Diabetes Juvenil y un graduado de la Fundación Nacional de Ciencias Beca de investigación. El contenido es responsabilidad exclusiva de los autores y no representa necesariamente los puntos de vista oficiales de las agencias de financiación.
Otros autores del estudio incluyen a Ji Lei, Hongping Deng, Zhihong Yang, Kang Lee, Alexander Zhang, Cole Peters, Zhongliang Zou, Zhenjuan Wang, Ivy Rosales y James Markmann en Harvard; Michael Hunckler y Andrés J. García del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech); Hao Luo en el Hospital General del Comando de Teatro Occidental en Chengdu, China; Tao Chen de la Facultad de Medicina de la Universidad de Xiamen en Xiamen, China; y Colleen McCoy del Instituto Tecnológico de Massachusetts. Los autores del estudio también quisieran agradecer a Jessica Weaver, Lisa Kojima, Haley Tector, Kevin Deng, Rudy Matheson y Nikolaos Serifis por sus contribuciones técnicas.
También se indican los posibles conflictos de intereses. Tres de los autores del estudio, García, Shirwan y Yolcu, son inventores en una solicitud de patente estadounidense presentada por la Universidad de Louisville y Georgia Tech Research Corporation (16/492441, presentada el 13 de febrero de 2020). Además, García y Shirwan son cofundadores de iTolerance, y García, Shirwan y Markmann forman parte del consejo asesor científico de iTolerance.
