A "qualidade" das células β pode determinar se você desenvolverá diabetes?

Se parece que cada vez mais pessoas que você conhece estão lidando com diabetes, você está certo. A epidemia de diabetes não é chamada de epidemia à toa: de acordo com a Associação Americana de Diabetes, mais de 10% da população dos EUA — cerca de 38,4 milhões de pessoas — tinha diabetes em 2021, com mais 1,2 milhão de pessoas sendo diagnosticadas a cada ano.

O diabetes tipo 2 se desenvolve quando o corpo se torna resistente à insulina, um hormônio que ajuda a regular os níveis de glicose no sangue. A insulina é produzida pelas células β pancreáticas e, no diabetes tipo 2, elas aumentam a produção de insulina na tentativa de normalizar os níveis de açúcar, mas mesmo isso não é suficiente, e as células β acabam se esgotando. Devido ao seu papel fundamental, a massa funcional das células β — ou seja, seu número total e capacidade de funcionar — determina o risco de desenvolver diabetes.

No entanto, as células β não são uniformes, mesmo na mesma pessoa – elas são divididas em subtipos, cada um dos quais difere em atividade secretora, sobrevivência e capacidade de divisão. Em outras palavras, cada subtipo de célula β tem um "nível de aptidão" diferente – e quanto maior, melhor. À medida que o diabetes se desenvolve, as proporções de alguns subtipos de células β mudam. Mas a questão-chave permanece: o diabetes altera a composição e a condição das células β ou são essas alterações que levam à doença?

É aí que entram os cientistas Guoqiang Gu, Emily Hodges e Ken Lau, da Universidade Vanderbilt. Seu trabalho recente, publicado na revista Nature Communications, é um passo em direção à compreensão de se a massa funcional das células β pode ser aumentada para reduzir o risco de diabetes tipo 2. Gu e Lau são professores de biologia celular e do desenvolvimento, e Hodges é professor assistente de bioquímica.

Estudar subtipos de células β não é uma tarefa fácil. O método mais comum utilizado é a "análise terminal de amostras no nível de uma única célula", o que significa que os cientistas podem estudar células β específicas apenas uma vez — e somente quando elas estão totalmente desenvolvidas. Isso não nos permite acompanhar o desenvolvimento do mesmo subtipo celular em diferentes estágios: diferenciação, maturação, divisão, envelhecimento, morte, etc. A capacidade de observá-las em todos os estágios proporcionaria uma melhor compreensão de como o estado das células muda ao longo do tempo ou sob diferentes condições fisiológicas.

Para superar essa limitação, Gu, Hodges e Lau desenvolveram um método para marcar permanentemente as células progenitoras que dão origem às células β com diferentes combinações de expressão gênica. Essas marcações permitiram aos pesquisadores rastrear os mesmos subtipos de células β em diferentes estágios de desenvolvimento e responder a perguntas fundamentais com maior confiança.

A pesquisa deles produziu três descobertas principais:

1. Células progenitoras que formam células β com diferentes marcadores genéticos em embriões de camundongos dão origem a subtipos de células β com diferentes graus de "aptidão" em camundongos adultos. Isso ajuda a entender como os subtipos são formados e como esse processo pode ser manipulado no futuro para aumentar a proporção de células β "saudáveis" e reduzir o risco de diabetes.
2. A dieta de camundongos fêmeas durante a gestação afeta diretamente a proporção de células β de alto e baixo funcionamento na prole. Por exemplo, se a mãe for alimentada com uma dieta rica em gordura e for obesa, sua prole terá menos células β sensíveis à glicose. Este modelo confirma que a obesidade materna aumenta o risco de diabetes na prole. Isso proporciona a médicos e pesquisadores uma melhor compreensão do papel da hereditariedade e da saúde materna.
3. Os subtipos de células β identificados em camundongos possuem análogos no pâncreas humano. Além disso, o subtipo que apresenta maior aptidão em humanos é reduzido em pacientes com diabetes tipo 2. Embora nem todas as descobertas em animais sejam diretamente aplicáveis a humanos, os resultados sugerem que modelos murinos podem ser úteis para a compreensão da biologia humana e do diabetes.

Os pesquisadores agora planejam estudar como exatamente os padrões epigenéticos (os marcadores de expressão genética mencionados anteriormente) são formados e mantidos em diferentes subtipos de células β e como sua interrupção afeta a função celular.

"Com esta e outras pesquisas, pode ser possível no futuro desenvolver um suplemento alimentar para mulheres grávidas que reduza o risco de diabetes na criança", diz Gu.

Outras questões importantes permanecem: é possível, por exemplo, melhorar a qualidade funcional de células do tipo β derivadas de células-tronco embrionárias humanas modulando a metilação do DNA (um dos marcadores epigenéticos)? Em caso afirmativo, essas células β poderiam ser utilizadas na terapia de transplante, na qual pacientes com diabetes tipo 2 são transplantados com células β com alto nível de aptidão?

As respostas para essas perguntas ainda precisam ser encontradas.