MADRID, 14 Oct. (EUROPA PRESS) -
Una proteína bacteriana llamada BefA altera las membranas celulares, y esta interrupción hace que las células vitales productoras de insulina en el páncreas se reproduzcan en las primeras etapas del desarrollo. El hallazgo apunta a una posible forma de reforzar esta población celular, protegiendo contra la diabetes tipo 1, según publican los investigadores en la revista 'Cell Metabolism'.
Hace casi una década, la estudiante de posgrado de la Universidad de Oregón (UO) Jennifer Hampton Hill hizo un hallazgo fortuito: Una proteína fabricada por las bacterias intestinales que desencadenaba la replicación de las células productoras de insulina. La proteína era una pista importante sobre la base biológica de la diabetes de tipo 1, una enfermedad autoinmune en la que el páncreas no puede producir insulina.
Hill ha seguido investigando esta proteína, llamada BefA, como postdoctorada en la Universidad de Utah. Y el laboratorio de Karen Guillemin en la UO también ha seguido estudiando la BefA. Junto con otros colegas, ahora han descubierto nuevos conocimientos sobre lo que hace BefA y por qué las bacterias la fabrican.
Estos descubrimientos tienen "importantes y profundas implicaciones --resalta Guillemin--. Si entendemos cómo funciona la BefA, podría darnos una forma de estimular la producción de células beta de forma terapéutica". Esto podría conducir algún día a tratamientos para la diabetes de tipo 1, que afecta a millones de personas en todo el mundo.
El cuerpo necesita insulina para regular el azúcar en la sangre, pero la insulina sólo es producida por un tipo selecto de células en el páncreas llamadas células beta. Y hay un estrecho margen de tiempo durante el desarrollo de la primera infancia en el que las células beta se replican y amplían su población. En las personas con diabetes de tipo 1, el sistema inmunitario ataca a las células beta y agota su población, limitando la producción de insulina.
La estimulación del desarrollo inmunitario por parte del microbioma ayuda a educar adecuadamente al sistema inmunitario y a prevenir la autoinmunidad. El trabajo del equipo de Guillemin sugiere una función adicional del microbioma: Estimula el crecimiento de la población de células beta en una fase temprana del desarrollo, lo que amortigua el posterior agotamiento por el ataque autoinmune.
El crecimiento de la población de células beta "se produce al mismo tiempo que las comunidades microbianas se diversifican en el intestino", afirma Hill. "Un rasgo distintivo de la diabetes es que los niños que la desarrollan tienden a tener un microbioma intestinal menos diverso. Es posible que les falten algunas de las bacterias que producen BefA".
En su artículo más reciente, Hill, Guillemin y sus colegas profundizan en la BefA. Captaron imágenes detalladas de la estructura de BefA, para identificar las partes que interactúan con las membranas celulares. A continuación, mediante una serie de experimentos en peces cebra, ratones y células cultivadas, los investigadores esbozaron una imagen de la función de BefA.
Demostraron que BefA puede alterar las membranas de muchos tipos de células, tanto bacterianas como animales. Tiene sentido que las bacterias intestinales ataquen a las bacterias competidoras. Pero, inesperadamente, también descubrieron que los ataques de BefA a las membranas de las células productoras de insulina desencadenaban la reproducción de esas células.
El hallazgo sugiere que la guerra bacteriana en el intestino puede tener efectos beneficiosos colaterales en el cuerpo, aumentando la población de células que pueden producir insulina a lo largo de la vida.
El equipo también probó una versión mutada de la BefA que se modificó para que no pudiera alterar las membranas celulares. Esta versión de la proteína no afectó a la producción de células beta, lo que sugiere que el daño a las membranas es lo que impulsa los efectos de BefA.
"Hay otros ejemplos en la biología del desarrollo en los que agujerear las membranas es fundamental para estimular el desarrollo", señala Hill, pero los investigadores aún no saben exactamente cómo el daño está desencadenando la replicación celular aquí.
Y no saben por qué el BefA, que puede alterar las membranas de muchos tipos de células, se dirige a las células beta de forma tan específica. "Creemos que hay algo especial en las células beta, que pueden estar muy sensibilizadas para responder a las señales que causan la permeabilización de la membrana --señala Hill--. Son el único tipo de célula en todo el cuerpo que puede secretar insulina: son muy importantes".
Hill recibió este año el Premio NOSTER & Science al Microbioma por su trabajo sobre BefA. El premio anual se concede a un científico que haya contribuido a la investigación del microbioma con nuevos conocimientos que puedan influir en la salud humana.
"El microbioma desempeña un papel en la educación del sistema inmunitario. Si no tiene esa educación, el sistema inmunitario puede ser hiperreactivo --explica Guillemin--. Creemos que también existe esta otra capa: si no se desarrolla una reserva de células beta contra futuras alteraciones, se corre más riesgo de padecer diabetes de tipo 1", y un microbioma sano y diverso desempeña un papel clave en la creación de esa población de células.
En el futuro, el equipo de Guillemin imagina posibles aplicaciones terapéuticas del hallazgo, como fortalecer de forma proactiva el microbioma de los bebés de alto riesgo con bacterias productoras de BefA podría evitar que desarrollaran posteriormente diabetes de tipo 1.
