Investigación genética para combatir la diabetes
«En el futuro, las células madre podrán ser usadas en terapias de medicina regenerativa en las que las células productoras de insulina derivadas de células madre serán implantadas en pacientes diabéticos para acabar con la enfermedad.
Estas terapias están todavía en ensayos clínicos fase I/II en Estados Unidos llevados a cabo por la empresa Viacyte Inc en California».
Así defiende el leonés Diego Balboa su apuesta por desarrollar nuevas técnicas genéticas para luchar contra la enfermedad.
Trabajos como los de Balboa, biotecnólogo de la segunda promoción de esta licenciatura en la Universidad de León que ha realizado su investigación en el instituto biomédico de Helsinki durante los cinco últimos años, ayudan a avanzar en el tratamiento de la diabetes al demostrar que es posible usar células pluripotentes derivadas de pacientes diabéticos, junto con herramientas de edición del genoma (CRISPR-Cas9) para generar nuevos modelos de diabetes in vitro en el laboratorio.
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«Estos modelos nos han permitido investigar con mayor detalle las causas moleculares de algunos tipos de diabetes y abre las puertas para comprender mejor qué pasa durante el desarrollo de la enfermedad y diseñar posibles tratamientos farmacológicos».
La principal causa de diabetes es la alteración en el funcionamiento de las células pancreáticas productoras de insulina. La investigación de Diego Balboa, desarrollada en una tesis doctoral, presenta un nuevo modelo para estudiar mecanismos moleculares causantes de esta disfunción de células pancreáticas, con la ayuda de las células madre pluripotentes y la edición de genes CRISPR-Cas9.
La principal causa de todas las formas de diabetes es un mal funcionamiento en las células beta pancreáticas, que se encuentran en los islotes pancreáticos. Tienen la función de producir y liberar la hormona insulina.
Décadas de investigación con modelos animales y celulares han permitido un amplio conocimiento sobre los mecanismos moleculares que causan la disfunción de las células beta. La investigación doctoral de Diego Balboa ofrece ahora un modelo más preciso empleando células madre pluripotentes humanas. «Podemos obtener células beta diferenciando células madre pluripotentes humanas y utilizarlas como modelo para estudiar in vitro el desarrollo pancreático y los defectos moleculares que causan cierto tipos de diabetes», explica el investigador.
Los modelos animales y celulares utilizados tradicionalmente tienen limitaciones que pueden afectar significativamente la forma en que los nuevos hallazgos pueden traducirse en tratamientos efectivos para combatir la diabetes en humanos. Por ejemplo, el desarrollo y la fisiología de los islotes pancreáticos de roedores difieren de los humanos, y las líneas celulares de insulinoma de roedor y humano no reproducen fielmente la funcionalidad de las células beta humanas adultas.
Hasta ahora, el mejor modelo disponible han sido los islotes humanos obtenidos de donante cadáver, que son escasos y difíciles de manipular para ciertos experimentos.
La investigación de Diego Balboa ha demostrado el uso de células madre pluripotentes humanas como una herramienta para investigar los mecanismos de la diabetes provocada por alteraciones en un gen.
Estas células también se pueden trasplantar en ratones inmunocomprometidos, generando modelos humanizados donde se puede evaluar de cerca la función de las células beta in vivo en un contexto sistémico. «Para este propósito se generaron protocolos específicos de diferenciación de células madre pluripotentes para obtener células beta utilizando cultivos de 3D en suspensión», explica el autor de la investigación.
En su trabajo, Diego Balboa también establece nuevas técnicas de edición de genes basadas en CRISPR-Cas9 para modelar casos de diabetes monogénica (las producidas por alteraciones en la secuencia de ADN de un solo gen).
«Al usar estos enfoques se descubrió que una mutación activadora en el gen STAT3 causaba diabetes neonatal al inducir de forma prematura la endocrinogénesis del páncreas. De forma similar, las mutaciones del gen INS que causaban un plegamiento de la proinsulina deterioraban la proliferación de las células beta debido al aumento del estrés del retículo endoplasmático celular».
Balboa Alonso defendió públicamente este trabajo doctoral titulado Células Madre Pluripotentes Humanas y Edición del Genoma CRISPR-Cas9 para modelado de Diabetes en la Facultad de Medicina de la Universidad de Helsinki, el 21 de septiembre, con su oponente el profesor Timothy J. Kieffer de la Universidad de Columbia Británica en Vancouver, Canadá, experto diabetólogo en terapia celular con células madre diferenciadas. Esta defensa está publicada en la serie Disertationes Scholae Doctoralis Ad Sanitatem Investigandam Universitatis Helsinkiensis.
En el mundo hay grupos de investigación trabajando con células madre y edición del genoma para otras enfermedades.
Este post se basa en el tema «Investigación genética para combatir la diabetes« publicado en Diabetes Foro.
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