Un atlas completo de células endoteliales avanza en la investigación sobre la diabetes

Un atlas completo de células endoteliales avanza en la investigación sobre la diabetes

Las diversas poblaciones de células endoteliales que recubren los vasos sanguíneos en las "islas" productoras de insulina del páncreas humano han sido notoriamente difíciles de estudiar, pero los investigadores de Weill Cornell Medicine ahora han logrado detallar de manera integral las propiedades únicas de estas células. El atlas resultante promueve la investigación básica sobre la biología pancreática y podría conducir a nuevas estrategias de tratamiento para la diabetes y otras enfermedades pancreáticas.

En el estudio, publicado el 6 de febrero en Nature Communications, los investigadores desarrollaron una serie de métodos para aislar y perfilar rápidamente células endoteliales llamadas ISECS (células endoteliales específicas de los islotes) del páncreas de un donante. Los ISEC brindan un apoyo crítico para las funciones de los islotes, pero mueren muy rápidamente cuando se separan del páncreas mediante técnicas estándar de aislamiento celular. Con su enfoque altamente optimizado, los investigadores pudieron analizar una gran cantidad de ISC por primera vez, mapeando sus firmas moleculares e interacciones con otros tipos de células pancreáticas.

El conjunto de datos generado en este estudio es el primero en capturar la diversidad completa de células endoteliales en el páncreas y esperamos que sea un recurso importante para nuestro y muchos otros grupos de investigación. “

Dr. David Redmond, autor principal, profesor asistente de biología computacional en el Instituto Hartman para la Regeneración Terapéutica de Órganos, Weill Cornell Medicine

Aunque se desconocían las firmas moleculares precisas de ISECS, los científicos tenían evidencia de que estas células apoyan la maduración de las células de los islotes, las actividades de secreción de insulina y la supervivencia. También son importantes para la supervivencia a largo plazo de los trasplantes de islotes, que rara vez se utilizan para tratar la diabetes tipo 1 debido a complicaciones inmunitarias, pero que podrían ser una cura si se superan los obstáculos actuales.

Para el estudio, la primera autora, la Dra. Rebecca Craig-Schapiro, profesora asistente de cirugía en Weill Cornell Medicine y cirujana de trasplantes en NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center, que trabaja en estrecha colaboración con miembros del Instituto Hartman en donantes de órganos fallecidos.

"Utilizando nuestro novedoso enfoque y utilizando lo que ya se sabe sobre las ISEC, pudimos aislar y procesar estas células en cantidades muy grandes (más de 30.000), así como alrededor de 75.000 otras células pancreáticas, lo que permitió que todas se mantuvieran viables el tiempo suficiente para realizar la secuenciación de ARN unicelular", dijo el Dr. Craig-Schapiro.

Los datos de secuenciación de ARN, que proporcionan instantáneas de la actividad genética en cada célula, permitieron a los investigadores determinar las firmas características de la actividad genética de las ISEC, así como de otras células pancreáticas, incluidas las células endoteliales de la parte del páncreas que no es un islote.

"Utilizando nuestros datos de secuenciación de ARN, también pudimos identificar células de soporte que se comunican con ISEC y otras células endoteliales en sus respectivos compartimentos pancreáticos", dijo el coautor Kevin Chen, técnico de investigación en el laboratorio Rafii.

Aunque los estudios previos de las células pancreáticas, particularmente para las ISEC, estaban incompletos, los investigadores observaron que los datos anteriores coincidían en gran medida con sus resultados dondequiera que se superpusieran.

"Pudimos integrar nuestros datos con otros tres conjuntos de datos publicados para proporcionar una confirmación detallada de nuestros resultados y dar como resultado un atlas celular mucho más completo", dijo el coautor Dr. Ge Li, investigador asociado en el laboratorio Rafii.

Debido a que la insulina se produce en los islotes pancreáticos, también son un foco importante para la investigación de la diabetes. Utilizando los nuevos datos junto con conjuntos de datos existentes sobre la actividad genética en el tejido pancreático diabético, los investigadores catalogaron genes endoteliales y vías de señalización que parecen estar alterados en la diabetes y que pueden ser objetivos para futuras terapias.

"Este atlas completo nos proporciona una base sólida para desarrollar estrategias para restaurar la función de ISEC y otras células en la diabetes y otras enfermedades pancreáticas" Hartman Institute y Ansary Stem Cell Institute y Arthur B. Belfer Professor de Medicina Genética en Weill Cornell Medicine.

Actualmente, los investigadores están utilizando su nuevo atlas para varios esfuerzos de seguimiento, incluido el desarrollo de técnicas para producir ISEC a partir de otras células, dijo el Dr. Rafii, quien también es miembro del Instituto Inglaterra de Medicina de Precisión, Centro Oncológico Sandra y Edward Meyer en Weill Cornell Medicine.

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