Mapa celular del páncreas para diseñar mejores tratamientos


En un avance significativo para la medicina y la biología, un grupo de científicos ha logrado crear un mapa celular detallado del páncreas. Este hito promete revolucionar el enfoque de los tratamientos para enfermedades pancreáticas, como la diabetes y el cáncer de páncreas, al ofrecer una comprensión más profunda de la estructura y función de este órgano crucial.



Importancia del páncreas en la salud humana


El páncreas desempeña un papel vital en la regulación de los niveles de azúcar en la sangre y en la digestión de los alimentos. Este órgano produce hormonas esenciales, como la insulina y el glucagón, que son fundamentales para el metabolismo de la glucosa. Además, secreta enzimas digestivas que ayudan a descomponer los nutrientes en el intestino delgado.


Las enfermedades que afectan al páncreas, como la diabetes tipo 1 y tipo 2, y el cáncer de páncreas, pueden tener consecuencias devastadoras para la salud. La diabetes, en particular, es una de las enfermedades crónicas más prevalentes en el mundo, y el cáncer de páncreas tiene una de las tasas de supervivencia más bajas entre todos los tipos de cáncer.



El desarrollo del mapa celular del páncreas


El equipo de investigadores utilizó tecnologías de vanguardia, como la secuenciación de ARN de una sola célula y la microscopía avanzada, para crear un mapa celular exhaustivo del páncreas humano. Esta herramienta permite a los científicos identificar y caracterizar los diferentes tipos de células presentes en el páncreas, así como sus funciones y relaciones entre sí.


El mapa celular proporciona información detallada sobre la organización espacial de las células pancreáticas, lo que es crucial para entender cómo interactúan y se comunican entre sí. Esta información es especialmente valiosa para identificar las alteraciones celulares que ocurren en enfermedades como la diabetes y el cáncer.



Implicaciones para el tratamiento de enfermedades pancreáticas


El conocimiento obtenido a partir del mapa celular del páncreas tiene el potencial de transformar la manera en que se abordan las enfermedades pancreáticas. Una comprensión más precisa de la biología del páncreas permitirá el desarrollo de tratamientos más específicos y efectivos.


En el caso de la diabetes, el mapa celular puede ayudar a identificar nuevas dianas terapéuticas y a diseñar estrategias para regenerar las células beta productoras de insulina. Esto podría conducir a la creación de terapias que restauren la capacidad del páncreas para producir insulina, ofreciendo una cura potencial para la diabetes tipo 1.


Para el cáncer de páncreas, el mapa celular puede revelar las vías moleculares y celulares que impulsan el crecimiento y la propagación de los tumores. Esto podría facilitar el desarrollo de terapias dirigidas que ataquen específicamente a las células cancerosas, mejorando las tasas de supervivencia y reduciendo los efectos secundarios.



Desafíos y perspectivas futuras


A pesar de los avances logrados, aún existen desafíos significativos en la investigación del páncreas y sus enfermedades. La complejidad del páncreas y su interacción con otros órganos y sistemas del cuerpo requiere un enfoque multidisciplinario y colaborativo.


El desarrollo de modelos experimentales más precisos, como organoides pancreáticos y modelos animales mejorados, será crucial para validar y expandir los hallazgos del mapa celular. Además, la integración de datos genómicos, transcriptómicos y proteómicos proporcionará una visión más completa de la biología del páncreas.



Colaboración internacional y acceso a datos


El éxito del proyecto de mapeo celular del páncreas ha sido posible gracias a la colaboración internacional entre múltiples instituciones y centros de investigación. El intercambio de datos y recursos ha permitido acelerar el progreso científico y maximizar el impacto de los descubrimientos.


Es fundamental que los datos generados por el mapa celular del páncreas sean accesibles a la comunidad científica global. Esto fomentará nuevas investigaciones y aplicaciones clínicas, beneficiando a pacientes de todo el mundo.



Conclusión


El desarrollo de un mapa celular detallado del páncreas representa un avance crucial en la comprensión de este órgano vital y en el tratamiento de sus enfermedades. A medida que la investigación continúe, es probable que veamos innovaciones significativas en la prevención, diagnóstico y tratamiento de la diabetes y el cáncer de páncreas.


La colaboración internacional y el acceso abierto a los datos serán esenciales para aprovechar al máximo los descubrimientos realizados y para traducir el conocimiento en beneficios tangibles para la salud humana. Con el tiempo, los avances en la biología del páncreas podrían cambiar radicalmente el panorama de las enfermedades pancreáticas y mejorar la calidad de vida de millones de personas en todo el mundo.


Describen un mapa celular del páncreas que ayudará a diseñar mejores tratamientos contra el cáncer y la diabetes

Desafortunadamente, en el caso del cáncer de páncreas no existen hoy en día tratamientos específicos ni eficaces, por lo que la tasa de supervivencia de los pacientes es muy baja. En el caso de la diabetes, el desarrollo de nuevas terapias de reemplazamiento celular de las células productoras de insulina parecen ser el futuro para la cura de pacientes insulinodependientes.

Pese a años de investigación, se sabe muy poco sobre la gran complejidad y diversidad de las células que componen el páncreas, en concreto de las células de los conductos pancreáticos, que pueden ser células originarias del cáncer de páncreas. Eso dificulta conseguir tratamientos eficaces y dirigidos a los puntos clave de las enfermedades del órgano.

Sin embargo, si se conociesen bien todas estas células, sus características y cómo se relacionan entre ellas, podríamos entender mejor el desarrollo de estas enfermedades y diseñar tratamientos específicos para mejorar la vida de los pacientes, especialmente las de los que sufren cáncer de páncreas, cuya supervivencia a los 5 años es menor del 10%.

Financiación

En este sentido, un estudio realizado por investigadores del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL) y la Universidad de Barcelona (UB) ha descrito, con un altísimo grado de detalle, célula a célula, las células que componen el páncreas y sus conductos.

Publicado en la revista Gastroenterology, el trabajo ha contado con la financiación de Cris contra el cáncer y ha sido liderado por la Dra. Meritxell Rovira, jefe del grupo de regeneración pancreática del IDIBELL e investigadora del Departamento de Ciencias Fisiológicas de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud de la UB (Campus Bellvitge) y del Programa para la Translación Clínica de la Medicina Regenerativa de Cataluña (P-CMR[C]).

Los avances obtenidos gracias a este relevante estudio sientan las bases del proyecto que dicha investigadora está desarrollando gracias al Programa CRIS de Excelencia 2023, dotado con 1.250.000€.

15 nuevas poblaciones de células en el páncreas

El páncreas es tanto una glándula exocrina como endocrina. Su función endocrina es la de secretar al torrente sanguíneo varias hormonas, como la insulina y el glucagón, que regulan los niveles de glucosa en sangre. Y como exocrina, secreta, a través de su conducto, el jugo pancreático al duodeno, que contiene bicarbonato y enzimas digestivas.

El equipo de la Dra. Rovira ha conseguido identificar 15 nuevas poblaciones de células en el páncreas, cada una de ellas con sus comportamientos y características particulares.

Según declara la investigadora, “estos resultados son muy relevantes: pueden ser un gran punto de partida para comprender mejor cómo se desarrollan las enfermedades del páncreas, como el cáncer de páncreas. Pero, además, hemos observado que las células de los conductos tienen una gran plasticidad en cultivo y se podrían usar como fuente de nuevas células productoras de insulina en cultivos de organoides para terapias de medicina regenerativa en diabetes”.

Además, añade, los datos recientemente publicados sientan las bases para futuros estudios que investiguen el papel de nuevas poblaciones celulares de los conductos del páncreas en la regeneración del órgano y la patogénesis de su función exocrina. “Si sabemos cómo se desarrolla una enfermedad”, explica Rovira, “podemos diseñar mejores terapias contra ella, más precisas y personalizadas.”

Análisis célula a célula

Los resultados del estudio se han obtenido mediante cultivos de organoides (o mini-órganos tridimensionales), modelos de lesiones exocrinas y muestras de cáncer de páncreas.

Para examinar la expresión génica de células individuales se ha utilizado la técnica scRNA-seq (del inglés, single-cell transcriptomics), que es capaz de medir simultáneamente la concentración de ARN de miles de genes en cada célula.

Gracias a estos enfoques experimentales, se ha podido caracterizar exhaustivamente la heterogeneidad ductal del ratón en la resolución unicelular, desde las células centroacinares hasta el conducto principal del páncreas. Aun así, los investigadores aclaran que se necesitan nuevos modelos animales para investigar, in vivo y más a fondo, los resultados obtenidos.

La traslación de estos hallazgos al entorno humano permitiría, por un lado, identificar diferentes células de los conductos del páncreas involucradas en el origen del cáncer de páncreas y, en consecuencia, conducir a una nueva estratificación de los pacientes en base a marcadores e identificar nuevos objetivos terapéuticos. Por otro lado, los resultados obtenidos en cultivos de organoides podrían dar lugar a futuras terapias de reemplazo celular para el tratamiento de la diabetes.

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