Produção de Células Estaminais para a Geração de Células Pancreáticas

O objetivo deste estudo intervencionista é investigar como as células estaminais pluripotentes induzidas (iPSCs) podem ser geradas eficientemente a partir de células somáticas e posteriormente diferenciadas em células β produtoras de insulina, com o objetivo mais amplo de melhorar a compreensão da biologia das células β pancreáticas e apoiar o desenvolvimento de futuras terapias baseadas em células para a diabetes. O estudo envolve a recolha de amostras biológicas tanto de dadores saudáveis como de doentes afetados por doenças metabólicas ou genéticas que afetam a função das células β pancreáticas, como a diabetes tipo 1, diabetes tipo 2, Diabetes de Início na Maturidade do Jovem (MODY), síndrome de Wolfram e diabetes pancreatogénica.

O objetivo principal é estabelecer um protocolo fiável e reprodutível para a produção de iPSCs a partir de células somáticas obtidas de diferentes grupos de dadores e avaliar o seu potencial para se diferenciarem em células β funcionais. Ao comparar as células β derivadas de iPSCs de doentes com as derivadas de controlos saudáveis, o estudo visa identificar características celulares e moleculares específicas da doença que possam contribuir para a disfunção das células β e para a patogénese da diabetes. Estes resultados servirão de base para melhorar as estratégias de substituição de células β e de medicina regenerativa.

Os participantes inscritos no estudo fornecerão uma única amostra biológica, recolhida no Ospedale San Raffaele em Milão. Dependendo dos requisitos técnicos do laboratório e da condição clínica do participante, a amostra pode consistir numa biópsia por punch cutâneo de 3 mm, num pequeno volume de sangue periférico (até 20 mL) ou numa amostra de urina (até 300 mL). Estes procedimentos são todas técnicas clínicas padrão realizadas em condições estéreis por pessoal de saúde treinado. Os riscos associados aos procedimentos são mínimos e limitados a dor ligeira, hematomas ou, no caso da biópsia cutânea, uma pequena cicatriz. Os participantes receberão instruções de cuidados pós-procedimento e não serão obrigados a comparecer a consultas de acompanhamento após a recolha da amostra.

Uma vez recolhidas, as células somáticas (como fibroblastos, células mononucleares do sangue periférico ou células epiteliais derivadas da urina) serão isoladas, expandidas e criopreservadas. Estas células serão então reprogramadas em iPSCs utilizando um sistema de reprogramação baseado em ARN não integrador (StemRNA™ 3rd Gen Reprogramming Kit, Reprocell). O sucesso do processo de reprogramação será avaliado medindo a viabilidade celular e a expressão de marcadores de pluripotência específicos, incluindo SSEA4, OCT4 e NANOG, através de citometria de fluxo. Apenas as linhas de iPSCs que cumprirem critérios de qualidade pré-definidos – viabilidade acima de 60% e expressão de marcadores de pluripotência acima de 80% – serão consideradas bem-sucedidas e preservadas para uso futuro.

Posteriormente, as linhas de iPSCs estabelecidas serão diferenciadas em células β produtoras de insulina através de um processo gradual que imita o desenvolvimento pancreático. As células β resultantes serão analisadas quanto à sua capacidade de produzir e secretar insulina em resposta à estimulação com glucose, bem como quanto a outras propriedades moleculares e funcionais. A comparação entre as células β derivadas de dadores saudáveis e as de doentes com diferentes formas de diabetes ajudará a elucidar os mecanismos subjacentes à disfunção e perda de células β nestas doenças.

O estudo incluirá até 100 participantes, de ambos os sexos, com idades entre os 12 e os 70 anos. Pelo menos 30% dos participantes serão controlos saudáveis, enquanto os restantes representarão doentes com vários tipos de disfunção pancreática. Esta abordagem permite a geração de um biobanco diversificado de linhas de iPSCs específicas de doentes, que podem ser utilizadas não só para este estudo, mas também para futuros projetos de investigação aprovados pela Comissão de Ética. A duração total do estudo está estimada em 10 anos, refletindo a natureza a longo prazo da geração, diferenciação e caracterização de iPSCs.

Embora não haja benefícios médicos diretos para os participantes, os potenciais benefícios societais deste estudo são significativos. A geração de iPSCs específicas de doentes fornece uma plataforma poderosa para estudar a fisiopatologia da diabetes in vitro, permitindo a identificação de mecanismos da doença e o teste de novas estratégias terapêuticas de forma personalizada. Estas células podem servir como modelos para avaliar como o fundo genético, os fatores ambientais e os estados de doença afetam o desenvolvimento e a função das células β. A longo prazo, esta investigação poderá contribuir para o desenvolvimento de tratamentos avançados para a diabetes baseados em regeneração e transplante, potencialmente reduzindo ou eliminando a necessidade de terapia com insulina exógena.

Em resumo, este estudo representa um passo importante para unir a biologia fundamental das células estaminais com aplicações translacionais na investigação da diabetes. Ao combinar a tecnologia de iPSCs específicas de doentes com protocolos de diferenciação de ponta, visa criar um recurso que não só aprofunda a compreensão científica, mas também apoia o desenvolvimento de terapias inovadoras e personalizadas para indivíduos que vivem com diabetes e doenças metabólicas relacionadas.