Atlas abrangente de células endoteliais avança na pesquisa sobre diabetes

Atlas abrangente de células endoteliais avança na pesquisa sobre diabetes

As diversas populações de células endoteliais que revestem os vasos sanguíneos nas “ilhas” produtoras de insulina do pâncreas humano têm sido notoriamente difíceis de estudar, mas os investigadores da Weill Cornell Medicine conseguiram agora detalhar de forma abrangente as propriedades únicas destas células. O atlas resultante avança a investigação básica sobre a biologia pancreática e pode levar a novas estratégias de tratamento para a diabetes e outras doenças pancreáticas.

No estudo, publicado em 6 de fevereiro na Nature Communications, os pesquisadores desenvolveram uma série de métodos para isolar e traçar rapidamente o perfil de células endoteliais chamadas ISECS (células endoteliais específicas de ilhotas) do pâncreas do doador. Os ISECs fornecem suporte crítico para as funções das ilhotas, mas morrem muito rapidamente quando separados do pâncreas usando técnicas padrão de isolamento celular. Com a sua abordagem altamente otimizada, os investigadores conseguiram analisar um grande número de ISCs pela primeira vez, mapeando as suas assinaturas moleculares e interações com outros tipos de células pancreáticas.

O conjunto de dados gerado neste estudo é o primeiro a capturar toda a diversidade de células endoteliais no pâncreas e esperamos que seja um recurso importante para o nosso e muitos outros grupos de pesquisa. “

David Redmond, autor sênior, professor assistente de biologia computacional no Instituto Hartman para Regeneração Terapêutica de Órgãos, Weill Cornell Medicine

Embora as assinaturas moleculares precisas do ISECS fossem desconhecidas, os cientistas tinham evidências de que essas células apoiam a maturação das células das ilhotas, as atividades de secreção de insulina e a sobrevivência. Eles também são importantes para a sobrevivência a longo prazo dos transplantes de ilhotas, que raramente são usados ​​para tratar diabetes tipo 1 devido a complicações imunológicas, mas que poderiam ser potencialmente uma cura se os obstáculos atuais forem superados.

Para o estudo, a primeira autora, Dra. Rebecca Craig-Schapiro, professora assistente de cirurgia na Weill Cornell Medicine e cirurgiã de transplante no NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center, que trabalha em estreita colaboração com membros do Hartman Institute em doadores de órgãos falecidos.

“Usando nossa nova abordagem e o que já se sabe sobre ISECs, fomos capazes de isolar e processar essas células em números muito grandes – mais de 30.000 – bem como cerca de 75.000 outras células pancreáticas, permitindo que todas elas se mantivessem viáveis ​​por tempo suficiente para realizar o sequenciamento de RNA unicelular”, disse o Dr.

Os dados de sequenciamento de RNA, que fornecem instantâneos da atividade genética em cada célula, permitiram aos pesquisadores determinar as assinaturas características da atividade genética dos ISECs, bem como de outras células pancreáticas, incluindo células endoteliais da parte não-ilhota do pâncreas.

“Usando nossos dados de sequenciamento de RNA, também conseguimos identificar células de suporte que se comunicam com ISECs e outras células endoteliais em seus respectivos compartimentos pancreáticos”, disse o coautor Kevin Chen, técnico de pesquisa no laboratório Rafii.

Embora estudos anteriores de células pancreáticas, particularmente para ISECs, estivessem incompletos, os investigadores notaram que os dados anteriores correspondiam largamente aos seus resultados onde quer que se sobrepusessem.

“Conseguimos integrar nossos dados com três outros conjuntos de dados publicados para fornecer confirmação detalhada de nossos resultados e resultar em um atlas celular muito mais completo”, disse o coautor Dr. Ge Li, pesquisador associado do laboratório Rafii.

Como a insulina é produzida nas ilhotas pancreáticas, elas também são um foco importante para a pesquisa sobre diabetes. Usando os novos dados juntamente com conjuntos de dados existentes sobre a atividade genética no tecido pancreático diabético, os pesquisadores catalogaram genes endoteliais e vias de sinalização que parecem estar interrompidas no diabetes – e podem ser alvos para futuras terapias.

“Este atlas abrangente fornece-nos uma base sólida para o desenvolvimento de estratégias para restaurar a função dos ISECs e de outras células na diabetes e outras doenças pancreáticas” Hartman Institute e Ansary Stem Cell Institute e Arthur B. Belfer Professor de Medicina Genética na Weill Cornell Medicine.

Atualmente, os pesquisadores estão usando seu novo atlas para vários esforços subsequentes, incluindo o desenvolvimento de técnicas para produzir ISECs a partir de outras células, disse o Dr. Rafii, que também é membro do Instituto Englander de Medicina de Precisão, Sandra e Edward Meyer Cancer Center da Weill Cornell Medicine.

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