Cientistas da Universidade de Missouri estão em parceria com Harvard e Georgia Tech para criar um novo tratamento para diabetes que envolve o transplante de células pancreáticas produtoras de insulina
Estima-se que o diabetes tipo 1 afete cerca de 1,8 milhão de americanos. Embora o diabetes tipo 1 geralmente se desenvolva na infância ou adolescência, pode ocorrer na idade adulta.
Apesar da pesquisa ativa, o diabetes tipo 1 não tem cura. Os métodos de tratamento incluem tomar insulina, monitorar sua dieta, controlar os níveis de açúcar no sangue e se exercitar regularmente. Os cientistas também descobriram recentemente um novo método de tratamento que promete.
Um grupo de pesquisadores da Universidade do Missouri, do Instituto de Tecnologia da Geórgia e da Universidade de Harvard provou o uso bem-sucedido de um novo tratamento para diabetes tipo 1 em um grande modelo animal em um novo estudo publicado na Science Advances em 13 de maio. Seu método inclui a transferência de células pancreáticas produtoras de insulina, conhecidas como ilhotas pancreáticas, de um doador para um receptor sem a necessidade de medicamentos imunossupressores de longo prazo.
De acordo com Haval Shirwan, professor de saúde infantil e microbiologia molecular e imunologia da MU School of Medicine e um dos principais autores do estudo, as pessoas com diabetes tipo 1 podem funcionar mal no sistema imunológico, levando-o a se direcionar.
“O sistema imunológico é um mecanismo de defesa rigidamente controlado que garante o bem-estar dos indivíduos em um ambiente cheio de infecções”, disse Shirwan. “O diabetes tipo 1 se desenvolve quando o sistema imunológico identifica erroneamente as células produtoras de insulina no pâncreas como infecções e as destrói. Normalmente, uma vez que um perigo ou ameaça percebido é eliminado, o mecanismo de comando e controle do sistema imunológico entra em ação para eliminar qualquer célula invasora. No entanto, se esse mecanismo falhar, doenças como diabetes tipo 1 podem se manifestar.”
O diabetes prejudica a capacidade do corpo de produzir ou utilizar insulina, um hormônio que auxilia na regulação do metabolismo do açúcar no sangue. Pessoas com diabetes tipo 1 são incapazes de controlar seus níveis de açúcar no sangue porque não produzem insulina. Essa falta de controle pode resultar em problemas com risco de vida, incluindo doenças cardíacas, danos nos rins e perda de visão.
Shirwan e Esma Yolcu, professora de saúde infantil e microbiologia molecular e imunologia da Faculdade de Medicina da MU, passaram as últimas duas décadas visando um mecanismo de apoptose que impede que células imunes “desonestas” causem diabetes ou rejeição de ilhotas pancreáticas transplantadas, anexando uma molécula chamada FasL à superfície das ilhotas.
“Um tipo de apoptose ocorre quando uma molécula chamada FasL interage com outra molécula chamada Fas em células imunes desonestas e faz com que elas morram”, disse Yolcu, um dos primeiros autores do estudo. “Portanto, nossa equipe foi pioneira em uma tecnologia que permitiu a produção de uma nova forma de FasL e sua apresentação em células de ilhotas pancreáticas transplantadas ou microgéis para evitar ser rejeitada por células invasoras. Após o transplante de células das ilhotas pancreáticas produtoras de insulina, as células invasoras se mobilizam para o enxerto para destruição, mas são eliminadas pelo FasL envolvendo o Fas em sua superfície”.
Uma vantagem deste novo método é a oportunidade de potencialmente renunciar a uma vida inteira de tomar medicamentos imunossupressores, que neutralizam a capacidade do sistema imunológico de buscar e destruir um objeto estranho quando introduzido no corpo, como um órgão ou, neste caso, uma célula, transplante.
“O principal problema com os medicamentos imunossupressores é que eles não são específicos, então podem ter muitos efeitos adversos, como altos casos de desenvolvimento de câncer”, disse Shirwan. “Então, usando nossa tecnologia, encontramos uma maneira de modular ou treinar o sistema imunológico para aceitar, e não rejeitar, essas células transplantadas”.
Seu método utiliza tecnologia incluída em uma patente dos EUA arquivada pela Universidade de Louisville e Georgia Tech e desde então foi licenciada por uma empresa comercial com planos de buscar a aprovação da FDA para testes em humanos. Para desenvolver o produto comercial, os pesquisadores da MU colaboraram com Andres García e a equipe da Georgia Tech para anexar FasL à superfície de microgéis com comprovação de eficácia em um pequeno modelo animal. Em seguida, eles se juntaram a Jim Markmann e Ji Lei, de Harvard, para avaliar a eficácia da tecnologia FasL-microgel em um grande modelo animal, publicado neste estudo.
Incorporando o poder do NextGen
Este estudo representa um marco significativo no processo de pesquisa da bancada à beira do leito, ou como os resultados laboratoriais são incorporados diretamente ao uso pelos pacientes para ajudar a tratar diferentes doenças e distúrbios, uma marca da iniciativa de pesquisa mais ambiciosa da MU, o NextGen Precision Iniciativa de saúde.
Destacando a promessa de cuidados de saúde personalizados e o impacto da colaboração interdisciplinar em larga escala, a iniciativa NextGen Precision Health está reunindo inovadores como Shirwan e Yolcu de toda a MU e as outras três universidades de pesquisa do UM System em busca de avanços na saúde de precisão que mudam a vida . É um esforço colaborativo para alavancar os pontos fortes de pesquisa da MU em direção a um futuro melhor para a saúde dos moradores do Missouri e além. O edifício Roy Blunt NextGen Precision Health na MU ancora a iniciativa geral e expande a colaboração entre pesquisadores, médicos e parceiros da indústria nas instalações de pesquisa de última geração.
“Acho que estar na instituição certa com acesso a uma grande instalação como o edifício Roy Blunt NextGen Precision Health, nos permitirá aproveitar nossas descobertas existentes e tomar as medidas necessárias para aprofundar nossa pesquisa e fazer as melhorias necessárias, mais rapidamente”, disse Yolcu.
Shirwan e Yolcu, que ingressaram no corpo docente da MU na primavera de 2020, fazem parte do primeiro grupo de pesquisadores a começar a trabalhar no prédio NextGen Precision Health e, depois de trabalhar na MU por quase dois anos, agora estão entre os primeiros pesquisadores da NextGen para ter um trabalho de pesquisa aceito e publicado em uma revista acadêmica de alto impacto e revisada por pares.
Referência: “Microgéis FasL induzem a aceitação imune de aloenxertos de ilhotas em primatas não humanos” por Ji Lei, María M. Coronel, Esma S. Yolcu, Hongping Deng, Orlando Grimany-Nuno, Michael D. Hunckler, Vahap Ulker, Zhihong Yang, Kang M . Lee, Alexander Zhang, Hao Luo, Cole W. Peters, Zhongliang Zou, Tao Chen, Zhenjuan Wang, Colleen S. McCoy, Ivy A. Rosales, James F. Markmann, Haval Shirwan e Andrés J. García, 13 de maio de 2022, Avanços da Ciência.
DOI: 10.1126/sciadv.abm9881
O financiamento foi fornecido por doações da Juvenile Diabetes Research Foundation (2-SRA-2016-271-S-B) e dos Institutos Nacionais de Saúde (U01 AI132817), bem como uma bolsa de pós-doutorado da Juvenile Diabetes Research Foundation e uma bolsa de pós-graduação da National Science Foundation Bolsa de investigação. O conteúdo é de responsabilidade exclusiva dos autores e não representa necessariamente a opinião oficial das agências de fomento.
Os autores do estudo também gostariam de agradecer a Jessica Weaver, Lisa Kojima, Haley Tector, Kevin Deng, Rudy Matheson e Nikolaos Serifis por suas contribuições técnicas.
Potenciais conflitos de interesse também são observados. Três dos autores do estudo, García, Shirwan e Yolcu, são inventores de um pedido de patente nos EUA apresentado pela Universidade de Louisville e pela Georgia Tech Research Corporation (16/492441, depositado em 13 de fevereiro de 2020). Além disso, García e Shirwan são cofundadores da iTolerance, e García, Shirwan e Markmann atuam no conselho consultivo científico da iTolerance.
Publicado em 15/06/2022 07h57
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