Científicos de City of Hope®, una de las organizaciones de investigación y tratamiento del cáncer más grandes y avanzadas de EE. UU. y un centro líder en investigación sobre diabetes y otras enfermedades mortales, han descubierto un gen llamado SMOC1 que desempeña un papel sorprendente en el desarrollo de la diabetes tipo 2 (DT2) al convertir las células pancreáticas que normalmente producen insulina en células que elevan la glucosa en sangre.
Los hallazgos, publicados en Nature Communications , identifican un nuevo y importante objetivo terapéutico para la diabetes tipo 2 y explican por qué el número de células productoras de insulina en el páncreas a menudo disminuye a medida que avanza la enfermedad.
Los islotes pancreáticos son cúmulos de células que producen y liberan hormonas en el torrente sanguíneo. Las células beta producen insulina, que reduce la glucosa en sangre, y las células alfa producen glucagón, que eleva la glucosa en sangre. Mantener este equilibrio hormonal es crucial para regular los niveles normales de glucosa en sangre. En la diabetes tipo 2, algunas células beta no funcionan correctamente, olvidan su tarea asignada y pierden sus características únicas. Se comportan más como células alfa y producen glucagón en lugar de insulina, lo que provoca una desregulación de los niveles de glucosa en sangre.
Para desentrañar por qué las células beta sufren una crisis de identidad en la diabetes tipo 2, los científicos de City of Hope utilizaron técnicas avanzadas de secuenciación de ARN para analizar células de islotes individuales de 26 personas, la mitad con diabetes tipo 2 y la otra mitad sin ella. Los investigadores clasificaron las células en subgrupos precisos y mapearon cómo un tipo de célula se transformaba en otro con el tiempo.
El equipo descubrió cinco tipos diferentes de células de islotes, cada una con su propia trayectoria y firma genética.
«En personas sanas, las células de los islotes pueden madurar en diferentes direcciones: algunas tienden a convertirse en células alfa y otras en células beta», dijo el autor principal del estudio, el Dr. Adolfo Garcia-Ocaña , titular de la Cátedra Ruth B. y Robert K. Lanman de Regulación Genética y Descubrimiento de Fármacos en City of Hope y director de la? División de Endocrinología Molecular y Celular . «Sin embargo, en la diabetes tipo 2, solo hay una dirección: las células beta comienzan a imitar a las células alfa. Esta progresión podría explicar por qué las personas con esta enfermedad tienen niveles bajos de insulina y niveles altos de glucagón».
En las islas sanas, algunas células siguen vías ramificadas que pueden conducir a la maduración como células alfa o beta, lo que sugiere una flexibilidad en la identidad celular. Sin embargo, en las islas pancreáticas de pacientes diabéticos, esta flexibilidad se perdió; las células beta solo se transformaron en células alfa.
Los investigadores también identificaron las llamadas células AB, que producen tanto insulina como glucagón. Este inusual descubrimiento sugiere que estas células pueden desarrollarse tanto en células alfa como beta.
Entre los diez genes que mostraron una actividad constante en las células que se transforman de la identidad beta a la alfa, SMOC1 se destacó como un actor central. Sin embargo, la proteína que produce no se quedó donde debía.
«Normalmente, SMOC1 está activo en las células alfa de personas sanas», explicó el coautor Geming Lu, MD, profesor asistente de investigación. «Pero descubrimos que también aparece en las células beta de personas diabéticas. No debería estar ahí».
La actividad de SMOC1 en el lugar equivocado tuvo consecuencias no deseadas: la producción de insulina disminuyó, la actividad de los genes que determinan la identidad de las células beta se detuvo y las células beta mostraron marcadores típicos de células inmaduras o alfa. En conjunto, estos hallazgos sugieren que la expresión de SMOC1 en las células beta reduce los niveles de insulina, lo que conduce a niveles más altos de azúcar en sangre, y brindan a los científicos una mejor comprensión de la progresión de la diabetes tipo 2.
«Nuestros hallazgos sugieren que SMOC1 causa la disfunción de las células beta y el cambio de las células a un estado similar al de las células alfa», dijo el Dr. García-Ocaña. «Esto ayuda a explicar por qué las personas con diabetes tipo 2 tienen niveles bajos de insulina y niveles altos de glucagón».
