Proteína do fígado estimula o crescimento das células produtoras de insulina

Achados em células humanas, de mouse e zebrafish beta sugerem método promissor para ajudar a tratar todas as formas de diabetes.

Fonte: Joslin Diabetes Centes

BOSTON – 14 dezembro de 2015 – Mais de um quarto dos 30 milhões de pessoas com diabetes nos Estados Unidos dependem de injeções diárias de insulina para manter os seus níveis de glicose no sangue em uma escala saudável. Os cientistas estão  investigando muitas técnicas para ajudar a tratar ou mesmo curar potencialmente muitos destes pacientes, aumentando as próprias células do pâncreas produtoras de insulina “beta” do corpo. Agora, pesquisadores da Joslin Diabetes Center identificaram uma proteína chave produzida no fígado, que auxilia na aceleração do crescimento destas células.Proteína do fígado estimula o crescimento das células produtoras de insulina

Rohit Kulkarni, MD, Ph.D., pesquisador sênior na Seção de Ilhota Biologia Celular e Regenerative em Joslin e professor da Harvard Medical School.

“Fazendo células beta mais funcionais é fundamental para otratamento de todas as formas de diabetes”, diz Rohit N. Kulkarni, MD, Ph.D., pesquisador sênior na Seção de Ilhota Biologia Celular e Regenerative no Joslin Diabetes Center e professor de Medicina na Harvard Escola de medicina.

Se sua equipe for bem sucedida na utilização de proteínas que normalmente circulam no sangue humano como fatores de crescimento para as células beta, a abordagem pode progredir em direção ensaios clínicos mais rapidamente do que alguns potenciais alternativas terapêuticas “, pois tira a incerteza do que um composto estrangeiro ou uma estranha molécula que faz a outros tecidos do corpo “, diz o Dr. Kulkarni.

Como os relatórios de hoje da equipe na revista Cell Metabolism, uma proteína chamada pode aumentar significativamente o crescimento de células beta em seres humanos, ratos e peixes-zebra. Os ratos que foram geneticamente modificados com a não proteína também exibiram capacidade diminuída para crescer células beta. Além disso, os pesquisadores demonstraram que os níveis de serpinB1 no sangue humano são mais elevados em pessoas com resistência à insulina, uma condição que é um precursor para o desenvolvimento de diabetes. (Pessoas com esta condição podem prevenir o desenvolvimento de diabetes, compensando e gerando mais células beta, que estão localizados nos grupos de células pancreáticas conhecidas como “ilhotas”, devido aos efeitos de crescimento de serpinB1.)

Dr. Kulkarni, principal autor Abdelfattah El Ouaamari, Ph.D., e seus colegas começaram seu trabalho em camundongos geneticamente modificados para criar resistência à insulina no fígado. Num estudo anterior com este modelo de rato, o que eleva a produção de células beta, que descobriram que as proteínas libertadas a partir do fígado e circulam no sangue foram dirigir o aumento da proliferação de células beta.

No estudo atual, os cientistas da Joslin trabalharam com Wei-Jun Qian, Ph.D., do Laboratório Nacional Pacific Northwest para analisar as proteínas presentes no plasma do sangue destes ratos e no fluido que envolve suas células do fígado em cultura. Em ambas as análises, os pesquisadores viram impressionantemente altos níveis de serpinB1. O gene também serpinB1 foi altamente expressa em células do fígado.

Em seguida, o grupo colaborou com Eileen Remold-O’Donnell, Ph.D., do Hospital Infantil de Boston, que tem um interesse de longa data em Serpins e cujo grupo tinha construído uma versão sintética da proteína serpinB1. Quando os pesquisadores incubaram nos ratos ou ilhotas humanas com estas proteínas, eles notaram um crescimento na proliferação de células beta.

Os cientistas sabiam que uma das funções da serpinB1 é para inibir a atividade da elastase, uma enzima que corta um componente do tecido conjuntivo.

Eles identificaram dois inibidores de elastase comerciais e descobriram que ambos os compostos levantadas, impulsionaram a produção de células beta nas ilhotas de rato. Um dos compostos também o fez em ilhéus humanos. Em seguida, os pesquisadores de  ilhotas transplantadas de humanos em um rato com um sistema imunitário empobrecido, juntamente com uma pequena bomba que o inibidor de elastase libertada durante duas semanas. As células beta humanas multiplicaram, assim como as células beta do próprio rato.

Conheca Viva Zero

Reforçar as suas provas, os pesquisadores realizaram experiências com ratos que foram geneticamente alterados para remover o gene serpinB1, expondo estes ratos de duas medidas que promovam a produção de células beta em camundongos normais. Em um experimento, os ratos modificados foram colocados em uma dieta rica em gordura. Numa segunda experiência, os ratos receberam um composto que aumenta os níveis de glucose no sangue. Em ambos os casos, os ratos que faltam serpinB1 produziram menos células beta do que os ratos de controle.

Ampliando a compreensão da serpinB1 examinando seu papel em um organismo muito diferente, os colaboradores Olov Andersson e Christos Karampelias no Instituto Karolinska, da Suécia fizeram um modelo de peixe-zebra que superexpressa o gene serpinB1. O resultado foi um aumento significativo no crescimento de células beta.

Ainda mais dramática, quando a estes peixes foram dadas um composto que destruiu todas as suas células beta, os pesquisadores da Karolinska podiam ver novas células beta aparecendo. “Isto pode ter implicações específicas para o tratamento de diabetes tipo 1, em que a maioria das células beta já se foram,” Dr. Kulkarni observa.

Nos seres humanos, quando os cientistas da Joslin estudaram um grupo de 49 pessoas que eles encontraram uma correlação entre a resistência à insulina e os níveis de serpinB1 que circulam no sangue. Separadamente, eles descobriram que uma família de pacientes da Joslin tem uma mutação no gene que está associado com diabetes tipo 2, e que está a seguir-se para ver se esta mutação altera massa celular beta.

Dr. Kulkarni e seus colegas de trabalho agora estão olhando mais amplamente através de várias populações de pessoas com diabetes, tanto para mutações serpinB1 e para os níveis da proteína no sangue. Além disso, os pesquisadores estão examinando como a proteína é regulada e os mecanismos moleculares pelos quais ele estimula a proliferação das células beta.

Importante, as células betas na presença de serpinB1 sintética normalmente secretam insulina em resposta a níveis de glicose no sangue, sugerindo que a proteína promove o crescimento de células beta que estão a funcionar normalmente, diz Dr. Kulkarni. Usando este método para cultivar as células também evita as perguntas sobre a estabilidade a longo prazo que são encontradas ao desenvolver células beta como modificando as células-tronco ou outros tipos de células, ressalta.

No geral, a identificação de fatores de crescimento que circulam naturalmente na oferta de sangue potencialmente grandes vantagens para a construção de células beta saudáveis, diz ele, “e estamos ansiosos para avançar rapidamente com o trabalho de traduzir essa pesquisa para o uso clínico.”

Financiadores de peso:  Foram os Institutos Nacionais de Saúde, JDRF e a Aventis Aliança Estratégica JDRF / Sanofi. “Um foco do Programa Beta celular Regeneração de JDRF é compreender os mecanismos envolvidos na expansão normal de células beta durante períodos de aumento da demanda de insulina, com o objetivo de identificar as terapias seguras e eficazes para restaurar a função das células beta em diabetes tipo 1”, disse o Dr. . Andrew Rakeman, Director of Discovery Research em JDRF. “Essas descobertas do Dr. Kulkarni e seus colegas são um desenvolvimento interessante para a realização deste objectivo para as pessoas com diabetes tipo 1. Estamos ansiosos para ver como estas descobertas podem levar ao desenvolvimento de novas terapias para ajudar a produção de insulina levando a níveis de glicose no sangue seguras e normais. ”

Outros co-autores da Joslin sobre o papel incluem Ercument Dirice, Nicholas Gedeon, Jiang Hu, Jun Shirakawa, Jeremie Boucher, Rachael Martinez, Dario De Jesus, Sevim Kahraman, Shweta Bhatt, Prapaporn Jungtrakoon, Allison Goldfine e Alessandro Doria. Outros colaboradores incluem Eileen Remold-O’Donnell, Lifei Hou, Jessica Goodman e Yanping Gong do Hospital Infantil de Boston; Wei-Jun Qian, Jian-Ying Zhou, Marina Gritsenko e Richard Smith, do Laboratório Nacional Pacific Northwest; Olov Andersson e Christos Karampelias do Instituto Karolinska; Chong Wee Liew e Guifeng Qiang, da Universidade de Illinois, em Chicago; e Hans-Dietmar cerveja do Hospital Universitário de Zurique.

O site Diabete.Com.Br avisa: As informações contidas neste site não se destinam ou implica a ser um substituto para aconselhamento médico profissional, diagnóstico ou tratamento. Todo o conteúdo, incluindo texto, gráficos, imagens e informações, contidos ou disponíveis através deste site são apenas para fins informativos gerais. As opiniões expressas aqui são as opiniões de escritores, colaboradores e comentaristas, e não são necessariamente aqueles de Diabete. Com.Br. Nunca desconsidere o conselho médico profissional ou demorem a procurar tratamento médico por causa de algo que tenha lido ou acessado através deste site.