Células ativadas por luz produzem insulina para diabetes

Os pesquisadores induziram as células beta pancreáticas projetadas a secretar insulina quando expostas à luz azul.
[Imagem: Tufts University]

Células ativadas por luz

Cientistas transplantaram células beta pancreáticas projetadas em laboratório em camundongos diabéticos e, em seguida, fizeram com que as células produzissem de duas a três vezes o nível típico de insulina apenas disparando luz sobre essas células.

As células ativadas por luz foram projetadas para compensar a menor produção de insulina ou a menor resposta à insulina que ocorre em indivíduos diabéticos.

Esse experimento mostrou que os níveis de glicose podem ser controlados sem intervenção farmacológica, abrindo o caminho para futuras terapias definitivas em humanos.

Terapia optogenética

Os pesquisadores conseguiram manter um controle constante da insulina ao longo do tempo usando a "optogenética", uma abordagem baseada em proteínas que alteram sua atividade sob demanda quando a luz incide sobre elas.

As células beta pancreáticas foram manipuladas em laboratório, recebendo um gene que codifica a enzima adenilato ciclase fotoativável (PAC). A PAC produz a molécula cíclica de adenosina monofosfato (cAMP) quando exposta à luz azul, que, por sua vez, aumenta a produção de insulina estimulada pela glicose na célula beta.

A produção de insulina pode aumentar de duas a três vezes, mas apenas quando a quantidade de glicose no sangue é alta. Em baixos níveis de glicose, a produção de insulina permanece baixa. Isso evita a desvantagem comum dos tratamentos para diabetes.

"Dessa forma, podemos ajudar em um contexto diabético a melhor controlar e manter níveis adequados de glicose sem intervenção farmacológica. As células fazem o trabalho de produção de insulina naturalmente e os circuitos reguladores dentro delas funcionam da mesma maneira; nós apenas aumentamos a quantidade de cAMP transitoriamente nas células beta para fazê-las produzir mais insulina somente quando necessário," disse o professor Emmanuel Tzanakakis, da Universidade Tufts (EUA).

Os testes em humanos dessa tecnologia ainda estão distantes no futuro. Rumo a isso, os pesquisadores planejam trabalhar em uma espécie de pâncreas bioartificial, onde LEDs minúsculos, acionados remotamente, fariam a ativação das células produtoras de insulina.

Insulina e glicose

A insulina é um hormônio que desempenha um papel central no controle preciso dos níveis de glicose circulante no sangue - o combustível essencial usado pelas células.

Na diabetes tipo II - a forma mais comum da doença - as células do corpo se tornam ineficientes em responder à insulina e, como consequência, a glicose em circulação pode se tornar perigosamente alta (hiperglicemia), enquanto o pâncreas não pode produzir insulina suficiente para compensar. No diabetes tipo I, as células beta, que são as únicas células do corpo que produzem insulina, são destruídas pelo sistema imunológico, resultando em completa falta do hormônio.

Os tratamentos atuais incluem a administração de medicamentos que aumentam a produção de insulina pelas células beta pancreáticas ou a injeção direta de insulina para complementar o suprimento produzido naturalmente, o que não é totalmente satisfatório porque geram-se picos e vales que podem ter efeitos nocivos a longo prazo.