Oamenii de ştiinţă au reuşit să inducă pancreasul să producă insulină folosind un medicament împotriva cancerului.
Cercetătorii americani au făcut o descoperire neaşteptată studiind cancerul pancreatic. Ei au constatat că un medicament experimental, testat împotriva cancerului pancreatic, ar putea fi reformulat pentru a trata diabetul prin stimularea celulelor acinare pancreatice să producă insulină, potrivit unui studiu al echipei, publicat recent.
În 2016, doi cercetători de la Universitatea din Pittsburgh (Pitt), dr. Farzad Esni, şi Jing Hu, au făcut un experiment la şoareci în care au şters una dintre cele două copii ale genei care codifică o enzimă numită kinaza de adeziune focală (FAK).
Ei erau interesaţi de rolul FAK în cancerul pancreatic, dar o descoperire surpriză a dus cercetarea într-o direcţie foarte diferită.
„Pancreasul arăta ciudat, aproape ca şi cum ar fi încercat să se regenereze după o leziune”, a declarat într-un comunicat dr. Esni, profesor de chirurgie la Pitt şi cercetător la Centrul de cancer Hillman şi Institutul pentru medicina regenerativă, McGowan.
Şi mai ciudat, un grup de celule din pancreas exprimau atât insulină, cât şi amilază.
La şoarecii normali şi la oameni, insulina, hormonul care reglează glicemia, este produsă de celulele beta, în timp ce amilaza, o enzimă digestivă, este fabricată de celulele acinare.
Funcţiile celulelor acinare şi ale celulelor beta sunt foarte distincte, aşa că nu avea sens ca acest grup de celule să arate ca o combinaţie a celor două.
„Existau trei explicaţii posibile pentru ceea ce am văzut la şoarecii mutanţi”, explică dr. Esni. „Ar fi putut fi un efect al experimentului nostru, celulele beta ar fi putut începe să producă amilază sau celulele acinare ar fi putut începe să producă insulină - ceea ce ar fi fost un fel de descoperire a Sfântului Graal”, spune el.
Potrivit constatărilor experimentului, dr. Esni şi echipa sa au dat, de fapt, peste acest „Sfânt Graal".
Într-o nouă lucrare, publicată pe 3 mai în revista medicală Nature Communications, cercetătorii arată că un medicament care inhibă FAK, care a fost studiat în tratamentul cancerului, a transformat celulele acinare în celule derivate din acinare producătoare de insulină (ADIP) şi a ajutat la reglarea glicemiei la şoarecii diabetici şi la un exemplar de primat neuman.
Descoperirile sugerează că inhibitorii FAK ar putea fi o nouă cale de înlocuire a tratamentului cu insulină la pacienţii diabetici.
Fără suficientă insulină, pacienţii cu diabet zaharat sunt expuşi riscului de hiperglicemie, sau de glicemie ridicată, care poate deteriora vasele de sânge şi organele şi poate duce la infarct miocardic (atac de cord), AVC (accident vascular cerebral) şi alte complicaţii grave.
Pentru a investiga efectele celulelor ADIP într-un model animal de diabet, cercetătorii au eliminat parţial sau complet celulele beta ale animalelor cu o doză mică sau mare de un compus numit streptozotocină, mimând astfel diabetul. Apoi au tratat şoarecii timp de 3 săptămâni cu un medicament oral care inhibă FAK numit PF562271 sau cu un placebo.
Şoarecii trataţi cu inhibitor FAK şi-au recăpătat aproximativ 30% din masa iniţială de celule beta, iar tratamentul a îmbunătăţit parţial hiperglicemia. Aceste rezultate au persistat până la sfârşitul experimentului, câteva săptămâni mai târziu, sugerând că un tratament unic poate avea beneficii pe termen lung pentru controlul diabetului.
Echipa a examinat, de asemenea, efectele inhibitorului FAK la un singur primat non-uman. După ce patru macaci au primit streptozotocină care induce diabetul, aceştia au avut nevoie de 5 până la 20 de unităţi de insulină pe zi pentru a-şi gestiona glicemia.
Apoi, cercetătorii au tratat unul dintre aceşti macaci diabetici timp de 3 săptămâni cu inhibitor FAK. Şase săptămâni mai târziu, necesarul de insulină al animalului a scăzut cu 60%, o îmbunătăţire stabilă care a continuat fără tratament suplimentar până la sfârşitul experimentului, patru luni mai târziu.
Ideea de a stimula celulele acinare să producă insulină nu este nouă, dar inhibitorii FAK ar putea avea o cale de translaţie mai uşoară decât abordările genetice, deoarece medicamentul a fost deja testat în faza 1 a studiilor de cancer.
De asemenea, se administrează pe cale orală, ceea ce este mai simplu decât instrumentele genetice complicate care implică livrarea virală de gene străine sau factori genetici care activează genele.
„Din punct de vedere funcţional, celulele ADIP ar trebui să fie similare cu celulele producătoare de insulină derivate din celulele acinare, potrivit altor studii, dar o distincţie importantă este că celulele noastre s-au infiltrat de fapt în insulele pancreatice preexistente, unde se află în mod normal celulele beta”, a explicat dr. Esni. „Celulele noastre pot profita de mediul din insuliţă, unde au acces la vasele de sânge pentru monitorizarea glucozei, ceea ce le face mult mai puternice”, a precizat medicul.
Echipa speră acum să lanseze un studiu clinic pentru a testa inhibitorul FAK la pacienţii cu diabet.
Dr. Esni şi echipa sa planifică acum experimente pe termen lung la şoareci pentru a analiza durata controlului hiperglicemiei după un singur tratament cu medicamentul în modele de şoareci pentru diabetul zaharat de tip 1 sau de tip 2.
De asemenea, ei investighează efectele inhibării FAK în ţesuturile pancreatice de la donatori umani.
Foto: Imagistica fluorescentă a celulelor acinare producătoare de insulină (roşu şi verde) încorporate printre celulele beta obişnuite (verde) la şoarecii trataţi cu o doză mică de streptozotocină urmată de un medicament inhibitor FAK. Credit: Dr. Farzad Esni, mai 2024
