Caracterización a nivel transcripcional y epigenético de dos modelos de regeneración y mejoramiento de la función de las células β pancreáticas - Romero, Agustín (2024)
La Diabetes es un conjunto de enfermedades caracterizadas por la incapacidad de disminuir la concentración de glucosa en sangre provocando así un cuadro de hiperglicemia crónico. Esto se genera por una falla en la función o la síntesis y secreción de la Insulina, principal hormona hipoglucemiante producida por las células β presentes en los islotes pancreáticos. La Diabetes puede ocasionar la muerte de células β, es por eso que una de las estrategias terapéuticas más prometedoras es inducir la regeneración de las células β para restaurar la secreción de Insulina. El objetivo general de esta tesis es estudiar dos modelos de regeneración de células β, a través de estrategias moleculares, transcripcionales y epigenéticas. En la primera parte de la tesis estudiamos el modelo de conversión de células α a células β generado por el grupo del Dr. Pedro Herrera de la Universidad de Ginebra. En colaboración con su grupo, empleamos un modelo murino transgénico en el cual se eliminan casi la totalidad de células β a través de la sobreexpresión del receptor de la toxina de la difteria humana en este tipo celular. Luego de 30 días de la administración de la toxina nuevas células productoras de Insulina comienzan a aparecer a partir de la conversión de células α productoras de Glucagón. De esta manera, el objetivo de esta sección de la tesis fue caracterizar la primera etapa de este proceso de reprogramación celular. Para esto se realizó un análisis de RNA-seq sobre células α sorteadas por FACS a 0, 5, 15 y 30 días luego de la administración de la toxina de la difteria. Se identificó la participación de la vía de señalización disparada por Insulina y la vía de Smoothened, ambas vías ya propuestas como reguladores fundamentales para la conversión α a β. También se identificaron posibles nuevas vías que podrían estar involucradas en este proceso, como la vía de señalización de IFNγ, así como también la modulación del sistema inmune y la invasión transitoria de leucocitos a los islotes. Asimismo, se evaluó el perfil epigenético en islotes no tratados de los genes regulados significativamente a lo largo de las etapas estudiadas, con el fin de avalar su expresión en células endocrinas de los islotes pancreáticos. En la segunda parte, nos enfocamos en la caracterización de los efectos del péptido INGAP-pp en islotes pancreáticos de rata, conocido por tener la función de regenerar y mejorar el funcionamiento de las células β. Para conocer los mecanismos moleculares activados por este tratamiento, se realizó un RNA-seq sobre islotes pancreáticos cultivados con el péptido. Se identificaron vías de señalización diferencialmente reguladas, incluyendo mTOR, Pi3k, Vegf y Vitamina D, así como funciones celulares entre las que destacan la angiogénesis y remodelación de la matriz extracelular que podrían explicar, por lo menos en parte, las funciones de este péptido. Utilizando datos epigenéticos reforzamos la relevancia de la expresión de genes modulados por este tratamiento en islotes. Asimismo, identificamos zonas promotoras, enhancers y sitios de unión a factores de transcripción vinculados a estos genes regulados por el tratamiento. En conjunto, los hallazgos de esta tesis nos permitieron profundizar en nuevos potenciales mecanismos de acción subyacentes a los modelos de regeneración estudiados. En última instancia, estos esfuerzos apuntan a promover el mejoramiento de la función de la población β, que es fundamental para poder despertar la capacidad regenerativa endógena del páncreas, que en condiciones normales es muy limitada.