¿Puede la “calidad” de las células β determinar si usted desarrolla diabetes?

Si te parece que cada vez más personas que conoces padecen diabetes, tienes razón. La epidemia de diabetes no se llama epidemia en vano: según la Asociación Americana de la Diabetes, más del 10 % de la población estadounidense (unos 38,4 millones de personas) tenía diabetes en 2021, y cada año se diagnostican 1,2 millones de personas más.

La diabetes tipo 2 se desarrolla cuando el cuerpo desarrolla resistencia a la insulina, una hormona que ayuda a regular los niveles de glucosa en sangre. Las células β pancreáticas producen insulina y, en la diabetes tipo 2, aumentan su producción para intentar normalizar los niveles de azúcar. Sin embargo, ni siquiera esto es suficiente, y las células β finalmente se agotan. Debido a su papel fundamental, la masa funcional de las células β (es decir, su número total y su capacidad de funcionamiento) determina el riesgo de desarrollar diabetes.

Sin embargo, las células β no son uniformes ni siquiera en la misma persona; se dividen en subtipos, cada uno con su propia actividad secretora, supervivencia y capacidad de división. En otras palabras, cada subtipo de célula β tiene un nivel de aptitud física diferente, y cuanto más alto, mejor. A medida que se desarrolla la diabetes, la proporción de algunos subtipos de células β cambia. Pero la pregunta clave sigue siendo: ¿modifica la diabetes la composición y el estado de las células β, o son estos cambios los que conducen a la enfermedad?

Ahí es donde entran en juego los científicos Guoqiang Gu, Emily Hodges y Ken Lau de la Universidad de Vanderbilt. Su trabajo reciente, publicado en la revista Nature Communications, es un paso hacia la comprensión de si la masa funcional de las células β se puede aumentar para reducir el riesgo de diabetes tipo 2. Gu y Lau son profesores de biología celular y del desarrollo, y Hodges es profesor adjunto de bioquímica.

Estudiar los subtipos de células β no es tarea fácil. El método más común es el análisis terminal de muestras a nivel de célula única, lo que significa que los científicos solo pueden estudiar células β específicas una vez, y solo cuando están completamente desarrolladas. Esto no nos permite rastrear el desarrollo del mismo subtipo celular en diferentes etapas: diferenciación, maduración, división, envejecimiento, muerte, etc. La capacidad de observarlas en todas las etapas proporcionaría una mejor comprensión de cómo cambia el estado de las células con el tiempo o en diferentes condiciones fisiológicas.

Para superar esta limitación, Gu, Hodges y Lau desarrollaron un método para marcar permanentemente las células progenitoras que dan origen a las células β con diferentes combinaciones de expresión génica. Estas marcas permitieron a los investigadores rastrear los mismos subtipos de células β en diferentes etapas de desarrollo y responder a preguntas fundamentales con mayor certeza.

Su investigación arrojó tres conclusiones principales:

1. Las células progenitoras que forman células β con diferentes marcadores genéticos en embriones de ratón dan lugar a subtipos de células β con distintos grados de aptitud en ratones adultos. Esto ayuda a comprender cómo se forman los subtipos y cómo este proceso puede manipularse en el futuro para aumentar la proporción de células β sanas y reducir el riesgo de diabetes.
2. La dieta de las hembras de ratón durante la gestación afecta directamente la proporción de células β de alta y baja función en la descendencia. Por ejemplo, si la madre recibe una dieta rica en grasas y es obesa, su descendencia tendrá menos células β sensibles a la glucosa. Este modelo confirma que la obesidad materna aumenta el riesgo de diabetes en la descendencia. Esto proporciona a médicos e investigadores una mejor comprensión del papel de la herencia en la salud materna.
3. Los subtipos de células β identificados en ratones tienen análogos en el páncreas humano. Además, el subtipo con mayor aptitud física en humanos se ve reducido en pacientes con diabetes tipo 2. Si bien no todos los hallazgos en animales son directamente aplicables a los humanos, los resultados sugieren que los modelos murinos podrían ser útiles para comprender la biología humana y la diabetes.

Los investigadores ahora planean estudiar cómo exactamente se forman y mantienen los patrones epigenéticos (los marcadores de expresión genética mencionados anteriormente) en diferentes subtipos de células β y cómo su alteración afecta la función celular.

"Con esta y otras investigaciones, podría ser posible en el futuro desarrollar un suplemento dietético para mujeres embarazadas que reduzca el riesgo de diabetes en el niño", afirma Gu.

Quedan otras preguntas importantes: ¿es posible, por ejemplo, mejorar la calidad funcional de las células similares a β derivadas de células madre embrionarias humanas mediante la modulación de la metilación del ADN (uno de los marcadores epigenéticos)? De ser así, ¿podrían utilizarse estas células β en la terapia de trasplantes, en la que se trasplantan células β con un alto nivel de aptitud física a pacientes con diabetes tipo 2?

Las respuestas a estas preguntas aún están por encontrarse.