La edad afecta a la función pancreática y la diabetes

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El hallazgo lo han realizado investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos.

Investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, han compararon los patrones de expresión génica en las células productoras de insulina y otras células del páncreas de docenas de donantes fallecidos entre las edades de 6 meses a 66 años. Encontraron diferencias significativas en los patrones de expresión de genes y modificaciones del ADN entre los donantes menores de 9 y los mayores de 28 años.

Los resultados, que se publican en Cell Metabolism, ponen de relieve la importancia de dos genes no previamente implicados directamente en la función pancreática y muestran que el páncreas continúa desarrollándose y madurando durante las primeras décadas de la vida. También pueden tener implicaciones en los ensayos clínicos actuales sobre terapias basadas en células madre para la diabetes.

"El estudio de células de los islotes humanos ha sido un reto importante en el campo de la investigación de la diabetes durante décadas porque el páncreas se digiere a sí mismo esencialmente poco después de la muerte de una persona", señala el profesor de Biología del Desarrollo Seung Kim.


RED NACIONAL

"Hemos desarrollado una red nacional capaz de eliminar y estudiar tejido pancreático de donantes de órganos a partir de los 6 meses y hasta los 66 años dentro de aproximadamente un día y medio después de la muerte. Esto nos dio una oportunidad sin precedentes para trazar los cambios en la expresión génica durante la vida", añade Kim, autor principal del estudio.

En el estudio, Kim, Arda y sus colegas identificaron dos proteínas nunca antes implicadas directamente en la función pancreática, cuya expresión aumenta a medida que una persona envejece. El aumento de la expresión de una de las proteínas, SIX3, en las células productoras de insulina de donantes más jóvenes ha mejorado su capacidad para responder de manera eficiente a la subida de los niveles de glucosa.

"Los islotes pancreáticos, que son los sitios de producción de insulina, maduran y cambian su función después de que nace un bebé -subraya Kim-. Creemos que nuestros hallazgos sugieren que este proceso de maduración se prolonga durante casi una década. Ha habido una creciente toma de conciencia entre los investigadores de la diabetes de que el desarrollo de islotes humanos difiere significativamente del desarrollo de los islotes en los animales típicos de laboratorio como los ratones".


CÉLULAS BETA

Las células en los islotes pancreáticos llamadas células beta son responsables de la modulación de la respuesta del cuerpo a la subida y la caída de los niveles de glucosa en la sangre después de una comida. Cuando los niveles de glucosa se elevan, las células beta liberan insulina para dar señales a las células de todo el cuerpo de que almacenen el azúcar para su uso posterior.
La diabetes tipo 1 es causada por la incapacidad de producir insulina, mientras la diabetes tipo 2 es provocada por una combinación de déficits en el cuerpo para responder y fabricar insulina. Ambos tipos se han relacionado con la reducción del número de las células beta productoras de insulina.

Aunque las células beta proliferan con firmeza durante la primera década de la vida, esta proliferación se ralentiza drásticamente con la edad. Entender las señales relacionadas con la edad que generan esta desaceleración podría algún día conducir a nuevos tratamientos para la diabetes. Pero sucee algo más importante que los cambios en el número de células: estudios en roedores y en las células beta fetales humanas han mostrado que las respuestas de las células beta muy jóvenes a los aumentos de glucosa en sangre son directas en comparación con sus contrapartes más maduras.


DOS GENES HUMANOS, CLAVE PARA LAS CÉLULAS BETA

Kim y sus colegas trabajaron durante más de seis años para desarrollar una colaboración multi-institucional para recoger rápidamente tejido pancreático y aislar y analizar células de los islotes de donantes fallecidos recientemente. También desarrollaron una técnica de clasificación de células única para aislar células de los islotes a partir de otras células en el páncreas. Una vez que tuvieron poblaciones puras de células, las compararon con sus patrones de expresión génica, así como cambios en la estructura del ADN.

"Hemos identificado cientos de genes que son regulados de forma dinámica en las células beta de los islotes durante el viaje desde la infancia a la edad adulta", resume Kim. "Uno de los genes, SIX3, se activa en algún momento alrededor de los 9 años. Nos preguntamos si su expresión podría cambiar la función de las célula betas", añade.

Potenciando la expresión de SIX3 en las células beta obtenidas de niños menores de 9 años se mejoró la capacidad de las células para secretar insulina en presencia de glucosa, según vieron los investigadores. SIX3 y un gen relacionado, SIX2, con un patrón similar de expresión en las células beta humanas, codifican proteínas conocidas como factores de transcripción que controlan la expresión de muchos otros genes en la célula.

Aunque no han sido implicados directamente en la función pancreática, los estudios de asociación genómica han relacionado la presencia de una mutación cerca de los genes a un deterioro de la capacidad para gestionar adecuadamente los niveles de glucosa en sangre en ayunas. "Este es un enlace tentador -apunta Kim-. Parece que los genes cuya expresión cambia entre la infancia y la edad adulta pueden estar desproporcionadamente asociados con un mayor riesgo de diabetes".

Es importante destacar que, SIX3 y SIX2 no se expresan en las células beta del ratón. "Esto es por lo que es tan importante estudiar el tejido humano -afirma Kim-. Hasta ahora no ha habido ninguna manera de conocer los cambios graduales que se producen durante un periodo de años".