USP testa técnica contra diabetes 1 sem uso de injeção de insulina

Pesquisadores da USP estão testando uma nova estratégia para livrar os portadores de diabetes tipo 1 das injeções diárias de insulina. O objetivo da técnica é aumentar a segurança e a eficácia do transplante de ilhotas de Langerhans, conglomerado de células do pâncreas responsável pela produção de insulina.

O transplante, em si, não é novidade e data da década de 70. No Brasil, cinco pacientes já foram submetidos à técnica entre 2002 e 2006.

Mas a cirurgia ainda tem problemas sérios, como a exigência de que o paciente passe a tomar remédios imunossupressores para evitar a rejeição às células transplantadas. Essas drogas baixam as defesas do corpo. Outra dificuldade é manter as ilhotas produzindo insulina a longo prazo.

Estudos de um grupo canadense mostram que, depois de cinco anos, apenas 10% dos pacientes transplantados estavam livres das injeções do hormônio.

INOVAÇÃO

Para sanar esses problemas, pesquisadores do Nucel (Núcleo de Terapia Celular e Molecular), sob a coordenação da bióloga Mari Sogayar, professora titular do Departamento de Bioquímica do Instituto de Química da USP, criaram uma cápsula que envolve as ilhotas.

A cápsula é feita de um material, patenteado como BioProtect, feito de alginato, extraído de algas marrons. A estrutura tem ainda substâncias que melhoram a função e a longevidade das ilhotas. Segundo o médico Thiago Rennó dos Mares Guia, coordenador do grupo de microencapsulamento do Nucel, a composição da cápsula permite a entrada de oxigênio nas células e a saída de insulina. Ao mesmo tempo, a barreira impede que células do sistema imunológico destruam as ilhotas.

O material que envolve as células foi desenvolvido em parceria do Nucel com a CellProtect Biotechnology, empresa criada em incubadora da USP para criar substâncias usadas em terapia celular. A cápsula já foi testada em camundongos diabéticos, com sucesso --o material provou sua capacidade de diminuir a rejeição ao transplante de ilhotas, que produziram insulina por mais tempo.

O próximo passo, segundo Sogayar, é testar em animais maiores e em seres humanos. Mares Guia acredita que, se tudo correr bem, esses testes podem começar dentro de um ou dois anos. O que está mais perto de acontecer é a retomada dos transplantes de ilhotas, ainda sem as cápsulas, no Hospital das Clínicas da USP.

"De 2007 para cá ficamos sem recursos. Já temos a aprovação do Hospital das Clínicas. Faltam mais dinheiro e o recrutamento de pacientes", diz Sogayar. Para serem submetidos à técnica experimental, os pacientes devem ter grandes variações de glicemia e episódios frequentes de hipoglicemia sem o aparecimento de sintomas.

Estudo da Unicamp pode ajudar a diminuir injeções diárias de insulina

Pesquisa mostra que a citocina pode proteger as células secretoras de insulina contra a morte por pelo menos um período de 30 dias

Pesquisa feita com animais na Unicamp indica que a citocina anti-inflamatória - extenso grupo de moléculas envolvidas na comunicação entre as células durante a resposta imune - pode garantir um efeito protetor prolongado, defendendo as células secretoras de insulina por até 30 dias após o início do tratamento, abrindo novas possibilidades de terapia contra o diabetes. O estudo sugere a diminuição da necessidade de injeções diárias, o que pode melhorar a qualidade de vida.

O estudo mostrou que a citocina anti-inflamatória Ciliary Neurotrophic Factor (CNTF) foi capaz de evitar a morte de células produtoras de insulina (beta pancreáticas). " Assim, como uma das causas do diabetes é a morte dessas células produtoras de insulina, o CNTF pode ser um novo aliado na luta contra esse mal" , diz o pesquisador Gustavo Jorge dos Santos. Dados do International Diabetes Federation (IDF) mostram que, no ano de 2010, mais de sete milhões de brasileiros foram afetados pela patologia e, segundo projeções da Organização Mundial da Saúde (OMS), esse número deve dobrar até 2030.

O pesquisador investigou se esse efeito protetor do CNTF agia contra a morte causada pela droga aloxana ou pela citocina inflamatória interleucina-1-beta (IL1-beta) em células produtoras de insulina de camundongos (MIN6) e se o efeito do CNTF dependia da regulação da via da proteína AMPK (proteína quinase ativada por AMP), que atua como um ' sensor energético' celular. A investigação começou em 2009 partindo de dois princípios: já se sabia que o CNTF protegia as ilhotas pancreáticas e que a AMPK participava do processo de morte celular. Assim sendo, o biólogo Gustavo Jorge ficou intrigado se esse efeito protetor do CNTF dependia da inibição da AMPK e se ela era importante no processo de morte de célula produtora de insulina e, talvez, no desenvolvimento do Diabetes mellitus.

Método

Os testes foram feitos em camundongos com três dias de vida e com células em cultura que secretavam a insulina (MIN6). Para a realização dos experimentos e para responder à pergunta inicial, quatro grupos foram formados: os que receberam somente CNTF, somente aloxana, e CNTF mais aloxana, além do grupo-controle, que não recebeu nenhum dos dois.

Observou-se que as células que recebiam CNTF junto com aloxana (substância diabetogênica) morriam menos que as que recebiam somente esta droga, mostrando que o CNTF protegia as células, conta Gustavo Jorge. Além do mais, quando tais células não expressavam a proteína AMPK, o CNTF já não conseguia mais protegê-las, mostrando que seu efeito protetor dependia da inibição dessa proteína.

O autor do trabalho afirma que os mesmos dados verificados nas células tratadas com aloxana foram observados em células MIN6 tratadas com IL1-beta, ou seja, o CNTF foi capaz de proteger a morte de célula produtora de insulina tanto frente a uma indução por aloxana quanto por IL1-beta. Ele salienta ainda que " nos dois modelos de morte de célula a AMPK foi necessária para o efeito protetor do CNTF" .

Já se sabia que o CNTF melhorava o quadro de diabetes de pacientes, por aumentar os efeitos da insulina no organismo (sensibilidade periférica) e reduzir a obesidade. No entanto, ainda não havia sido notada a capacidade do CNTF em aprimorar a capacidade secretora de insulina do organismo, por manter vivas mais células-beta. Gustavo Jorge comenta que " os efeitos do CNTF nos tecidos periféricos (muscular, adiposo) e no Sistema Nervoso Central (SNC) já eram conhecidos; faltava saber como o CNTF agia na proteção das células produtoras de insulina" .

O coorientador da dissertação salienta que o trabalho provou que a ativação da AMPK por aloxana e por IL1-beta é, pelo menos em parte, responsável pela morte de células-beta provocada por essas drogas. Trata-se de um fato novo, já que a ativação dessa proteína tem sido hoje proposta, aliás, como uma panaceia para a cura de várias doenças, inclusive do diabetes. Hoje em dia muitas pesquisas tentam promover a produção de medicamentos para ativar a AMPK no organismo. Neste trabalho, os pesquisadores advertem que essa premissa deve ser vista com cautela, pois, " apesar de melhorar o efeito da insulina, a ativação da AMPK iria matar as próprias células que produzem a insulina".

Conforme comenta Luiz Rezende, a axoquina - um análogo ao CNTF - foi empregada nos primeiros testes clínicos do diabetes, mas, à época, o que estava sendo avaliado era o seu efeito antiobesidade. A preocupação então se dirigiu mais para averiguar se, com ele, perdia-se peso, massa adiposa, do que propriamente com os efeitos sobre o diabetes, fato que passou a ser investigado somente mais tarde.

Indagado sobre a expectativa de cura do diabetes, Gustavo Jorge esclarece que essa hipótese ainda está descartada no momento, " porém, se o paciente se submeter ao tratamento adequado" , diz, " ele poderá viver bem" . Esse tratamento inclui essencialmente controle da ingestão de alimentos (qualidade e quantidade), aplicação correta de insulina, realização de atividade física regular e acompanhamento médico-nutricional.

Hormônio regula concentração de glicose

Como o CNTF e a AMPK desempenham funções importantes nas células beta-pancreáticas, ambos poderão ser alvos terapêuticos para o tratamento do diabetes. Contudo, a interação entre esses dois fatores em células secretoras de insulina permanecia desconhecida, interação esta que foi elucidada pelos pesquisadores neste trabalho.

A insulina é um hormônio hipoglicemiante produzido pelas células-beta das ilhotas de Langherans, localizadas no pâncreas. Sua principal função é regular as concentrações de glicose no plasma. Ela proporciona a captação de glicose na quase totalidade dos tecidos do corpo (exceto cerebral, eritrócitos e células renais). Normalmente, a insulina é liberada em situações de altos índices de glicose plasmática, como por exemplo após as refeições. Ela atua reabastecendo as reservas de glicogênio nos músculos e no fígado, e incentivando o seu armazenamento no tecido adiposo. De certa forma esse hormônio prepara o organismo para uma fase de jejum.

A pesquisa faz parte de um estudo de mestrado desenvolvido no Instituto de Biologia (IB) pelo pesquisador Gustavo Jorge dos Santos orientada pelo professor Antonio Carlos Boschero e coorientada pelo professor Luiz Fernando de Rezende, que integra a linha de pesquisa de Pâncreas Endócrino.

Universidade de Stanford anuncia novo tratamento para diabetes

STANFORD, Califórnia, EUA - Pesquisadores da Escola da Medicina da Universidade de Stanford identificaram um caminho-chave molecular responsável pela diminuição natural na proliferação de células produtoras do hormônio insulina, que ocorre quando uma pessoa envelhece. Ativar artificialmente esta via, que normalmente não é funcional em adultos, pode ser uma nova forma de combater o diabetes.

- Estamos esperançosos de que, muito em breve, poderemos ser capazes de manipular esta via molecular de forma terapêutica em seres humanos - declarou o professor Seung Kim, PhD em biologia do desenvolvimento. Poderemos reativar estas moléculas através de uma droga, que poderia ser injetável. E esta pode ser uma terapia decisiva contra o diabetes.

Kim é o principal autor da pesquisa, que publicada na revista "Nature". O outro autor associado à pesquisa é o também PhD Hainan Chen. Os pesquisadores descobriram que, em cobaias de laboratório, o caminho da produção de insulina é regido pela expressão de uma molécula derivada de plaquetas do receptor do fator de crescimento chamado PDGF. Este receptor diminuiu, ao longo do tempo, nas cobaias, num padrão que se assemelha ao dos seres humanos. Esta redução leva ao decréscimo da proliferação de células beta-pancreáticas, aquelas que produzem insulina para controlar os níveis de açúcar no sangue.

As células beta são encontradas nas ilhotas do pâncreas. Eles são as únicas células do corpo que produzem insulina, hormônio que sinaliza o corpo para remover o açúcar do sangue, após uma refeição, e armazená-lo numa variedade de células. Sem a produção adequada de insulina, os níveis de açúcar no sangue podem tornar-se perigosamente elevados - uma condição clínica chamada de hiperglicemia - e causar danos a vários órgãos do corpo, além de levar ao coma ou à morte. O diabetes tipo 1 é causado por uma falha na produção de insulina, diabetes. O tipo 2 é causada por déficits combinados no corpo para responder a esta falha e produzir insulina. Ambos os tipos têm sido associados a reduções das células beta produtoras de insulina.

Experimentos de Kim em cobaias de laboratório mostraram que ativar artificialmente o caminho do PDGF-receptor aumentou o número de células beta do pâncreas nos animais, sem comprometer a sua capacidade de, adequadamente, promover o controle dos níveis de açúcar no sangue. A descoberta é importante porque outros tratamentos tentados anteriormente para estimular o crescimento de células beta levaram à produção de um excesso de insulina e resultaram em um estado perigoso de hipoglicemia.

É sabido, há algum tempo, que a proliferação das células beta no pâncreas, que é robusta em animais recém-nascidos e jovens, diminui drasticamente com a idade. A expressão de uma molécula conhecida por estar envolvida neste processo, a EZH2, também diminui com o tempo, de maneira similar. No entanto, não era conhecido ainda o fator que controlava mudanças nos níveis de expressão da EZH2 em células beta.

O caminho PDGF regula a proliferação de muitos tipos de células, e é conhecido por afetar as respostas da EZH2. Kim e Chen se perguntaram se o caminho PDGF estaria envolvido em mudanças na expressão da EZH2 e na proliferação das células beta. E descobriram que a expressão de receptores PDGF também foi reduzida nas células das ilhotas pancreáticas de cobaias juvenis, em um padrão semelhante à redução na proliferação das células beta.

Quando os pesquisadores bloquearam a expressão dos receptores de PDGF em cobaias de laboratório, descobriram que os animais jovens (de 2 a 3 semanas de idade) produziram menos EZH2 e tinham células beta em número significativamente menor do que os animais de controle. Eles também tinham níveis de açúcar no sangue ligeiramente elevados e foram menos eficazes do que os animais de controle no escoamento de açúcar no sangue, quando desafiados com a glicose alta. Animais adultos sem expressão dos receptores de células beta e do caminho PDGF também foram menos capazes do que os seus pares para regenerar as células beta que haviam sido artificialmente danificadas por um composto químico. Eles se tornaram severamente diabéticos após tal tratamento.

Em contraste, a expressão dos receptores PDGF em ilhotas do pâncreas foi aumentada em cobaias normais tratadas com o mesmo composto, e os animais foram capazes de substituir as células danificadas beta, dentro de, aproximadamente, de três a quatro semanas. Embora esses animais se tornassem moderadamente diabéticos após o tratamento, eles retomaram o controle de seus níveis de açúcar no sangue, após as células foram regeneradas.

- Quando as células beta foram destruídas com esta toxina, a expressão do receptor PDGF foi induzida - disse Kim - e as células beta naturalmente recuperaram-se. Fundamentalmente, as células não enlouqueceram. Elas foram submetidos apenas à proliferação modesta apropriada. Isto é bom porque significa que as células beta permanecem no controle, e não perdem as funções críticas ao crescer.

Quando os pesquisadores adicionaram a proteína PDGF (que se liga e ativa o receptor PGDF) às células das ilhotas, cultivadas em laboratório, descobriram que as células beta nas ilhotas de jovens (de 3 semanas de idade) cobaias começaram a proliferar. Em contraste, os de cobaias adultas (de sete a nove meses de idade) não responderam porque já não expressavam o receptor PDGF.

Os pesquisadores então criaram uma linhagem de animais de laboratório no qual o receptor PDGF sempre foi ativo em células beta. Quando esses animais tinham 14 meses de idade (meia-idade para cobaias), a taxa de proliferação das células beta foi nove vezes maior do que controles pareados por idade. Apesar do aumento da taxa de crescimento, no entanto, os animais continuaram a regular os seus níveis de açúcar no sangue adequadamente.

No que é, sem dúvida, o aspecto mais interessante de seu trabalho, Chen e Kim investigaram se um caminho semelhante poderia funcionar em células beta. Para isso, eles obtiveram ilhotas pancreáticas de jovens doadores de órgãos humanos entre as idades de seis meses e seis anos, e compararam os padrões de expressão do receptor PDGF nestas células beta com o de células beta das ilhotas de adultos. Eles não detectaram receptor PDGF nas células beta do adulto, mas encontraram-no prontamente nas células beta das ilhotas de doadores jovens. Experimentos adicionais mostraram que as células beta humanas tinham função semelhante à das células beta no estudo, e sugeriram que pode ser possível regular o crescimento de células humanas de ilhotas beta e expressão de insulina, através da manipulação da ativação e da expressão do receptor PDGF.

- Este trabalho revelou que há alguns caminhos que não foram exploradas em células beta humanas e que estão na base da perda relacionada com a idade de proliferação de células beta - disse Kim. - Isso nos dá um apoio para um problema mais vasto:. saber como controlar a proliferação das células beta humana de uma forma terapêutica.

Descoberta brasileira abre nova rota para tratamento da diabetes

O pesquisador Gustavo Jorge dos Santos mostrou que a citocina anti-inflamatória CNTF (Ciliary Neurotrophic Factor) é capaz de proteger as células produtoras de insulina (células beta pancreáticas) contra a morte. As citocinas são um extenso grupo de moléculas envolvidas na emissão de sinais entre as células durante o desencadeamento das respostas imunológicas. "Assim, como uma das causas do diabetes é a morte dessas células produtoras de insulina, o CNTF pode ser um novo aliado na luta contra esse mal", expõe o pesquisador.

O trabalho também indicou que a citocina estudada pode garantir um efeito protetor prolongado, defendendo as células secretoras de insulina por um período de até 30 dias após o início do tratamento. Isto abre novas possibilidades para a terapêutica auxiliar do diabetes, diminuindo a necessidade de injeções diárias ou a dosagem de insulina injetada nos pacientes, o que pode melhorar a sua qualidade de vida.

Cura do diabetes?

O pesquisador descobriu que as células que recebem CNTF junto com aloxana (substância diabetogênica) morrem menos do que as que recebiam somente esta droga, mostrando que o CNTF protege as células.

Além do mais, quando tais células não expressavam a proteína AMPK (que atua como um "sensor energético" celular), o CNTF já não conseguia mais protegê-las, mostrando que seu efeito protetor depende da inibição dessa proteína.

Como o CNTF e a AMPK desempenham funções importantes nas células beta-pancreáticas, ambos poderão ser alvos terapêuticos para o tratamento do diabetes. Sobre a expectativa de cura do diabetes, Gustavo Jorge esclarece que essa hipótese ainda está descartada no momento, "porém, se o paciente se submeter ao tratamento adequado", diz, "ele poderá viver bem".

Esse tratamento inclui essencialmente controle da ingestão de alimentos (qualidade e quantidade), aplicação correta de insulina, realização de atividade física regular e acompanhamento médico-nutricional.