Es lógico pensar que solo mediante la comprensión de las causas fundamentales de enfermedades como la diabetes podemos esperar desarrollar terapias eficaces.
La investigación biomédica moderna es mejor para encontrar tratamientos para enfermedades que tienen causas relativamente simples y factores de riesgo genéticos bien conocidos. Desafortunadamente, la diabetes tipo 1 (DT1) tiene una genética muy compleja, con muchos genes cada uno haciendo contribuciones relativamente pequeñas y poco entendidas al riesgo de enfermedad. Además, no existen modelos animales que reflejen con precisión la enfermedad humana. Por lo tanto, a pesar del gasto de cientos de millones de dólares en investigación, no se han desarrollado curas para la diabetes tipo 1.
La diabetes Tipo 1 es particularmente difícil de estudiar en pacientes humanos. Cuando se diagnostica a un paciente con diabetes Tipo 1, también conocida como diabetes juvenil, la destrucción de las células beta productoras de insulina por parte del sistema inmunológico es casi completa. Debido a esto, no hay forma de descubrir qué fue lo que llevó al sistema inmunológico de la persona a atacar las células beta en primer lugar. Incluso si fuera posible identificar a futuros pacientes con diabetes Tipo 1 antes de que comenzara el ataque inmunológico a las células beta, el inicio y la progresión de la enfermedad no podrían estudiarse en estos individuos debido a la inaccesibilidad del páncreas, donde se encuentran las células beta, en una persona viva.
Un nuevo modelo de enfermedad
Los científicos del Harvard Stem Cell Institute (HSCI) están intentando un proyecto ambicioso, a largo plazo y de alto riesgo para crear el primer modelo animal para la diabetes tipo 1. Los ratones diseñados permitirán a los investigadores comprender mejor la enfermedad y aumentar las probabilidades de desarrollar terapias efectivas.
La visión
Los recientes avances en biología de células madre han abierto la puerta a nuevas formas de estudiar la diabetes tipo 1. Específicamente, ahora es posible reprogramar una célula de la piel de un paciente con diabetes Tipo 1 (o cualquier otra persona) en una célula que se parezca mucho a una célula madre embrionaria. Estas nuevas células madre, llamadas células madre pluripotentes inducidas (células iPS), tienen la capacidad de dar lugar a cualquier tipo de célula en el cuerpo humano. Además, las células iPS son genéticamente idénticas al paciente original, por lo que están presentes todas las mutaciones que predisponen a un individuo a la diabetes Tipo 1. Se puede producir un número virtualmente ilimitado de células enfermas usando este método.
En el corazón del nuevo modelo de diabetes tipo 1 estará el trasplante de los tres tipos de células humanas que son los componentes clave de la diabetes tipo 1 en ratones. Los tipos de células T1D son: células beta; las células inmunes que atacan y destruyen las células beta; y células del timo, que educan al sistema inmunológico al proporcionar información sobre qué células deben y no deben ser destruidas.
Los científicos de HSCI producirán cada uno de estos tipos de células a partir de células iPS derivadas de pacientes y, al mismo tiempo, criarán ratones modificados genéticamente que carecen de sistemas inmunitarios, lo que les permitirá aceptar trasplantes de células humanas. Los investigadores trasplantarán los tipos de células T1D a los ratones, creando así un nuevo modelo de investigación de T1D en el que las células derivadas del paciente pueden interactuar para generar el estado de la enfermedad.
Un equipo colaborativo
HSCI ha reunido un equipo interinstitucional de expertos en los campos de las células madre y la diabetes con un historial de colaboración continua y eficaz para construir este modelo, lo que nos brinda la mejor oportunidad de éxito. Los miembros del equipo incluyen la Escuela de Medicina de Harvard, el Hospital de Niños de Boston y el Instituto de Enfermedades Inmunológicas.
Este nuevo modelo de ratón T1D permitirá a los investigadores de HSCI probar si las células de un paciente con DT1 dado generan DT1 en cada caso o si también se pueden requerir condiciones ambientales particulares para desarrollar DT1. El modelo también revelará si todos los pacientes que presentan diabetes Tipo 1 tienen la misma enfermedad o si existen diferentes subtipos.
Estos son experimentos largos y costosos y el proyecto tomará varios años antes de que se puedan alcanzar conocimientos importantes. Pero con un equipo de investigadores ahora en funcionamiento, incluso un éxito parcial proporcionaría avances significativos a la investigación biomédica y a la comunidad de diabetes Tipo 1. Por ejemplo, si nuestros científicos logran producir células beta a partir de células iPS, esto proporcionaría una fuente ilimitada de células que se necesitan con urgencia para la terapia de trasplante.
Se necesita desesperadamente un nuevo enfoque para la investigación de la diabetes Tipo 1. No tiene sentido gastar más valiosos dólares de investigación en experimentos que conducen a resultados insuficientes. El proyecto de HSCI, aunque arriesgado, tiene el potencial de abrir una nueva era en la investigación de la diabetes Tipo 1, una en la que se comprende la enfermedad.
Haciendo células beta
Los científicos de HSCI también están investigando cómo tratar a los diabéticos con terapias con células madre. El objetivo es crear células beta productoras de insulina y sensibles a la glucosa, las células afectadas tanto en la diabetes tipo I como en la tipo II. El HSCI está abordando el problema de cuatro formas.
Células en crecimiento
Nuestros investigadores han refinado el proceso de producción de células endocrinas pancreáticas generales a partir de células madre embrionarias para que sea más eficiente. Con un biorreactor único, es posible cultivar células a una escala lo suficientemente grande como para realizar experimentos extensos y ser terapéuticamente eficaz.
