Derivación de células productoras de insulina a partir de células madre endometriales y uso terapéutico en modelo murino de diabetes mellitus

Abstract

El trasplante de islotes pancreáticos en un abordaje efectivo para tratar la Diabetes Mellitus tipo 1. Sin embargo, la escasez de donantes cadáveres y las limitaciones en lo concerniente al rechazo nos urgen a buscar soluciones alternativas. Las células multipontentes endometriales poseen la capacidad de diferenciación no solo en células del linaje mesodérmico sino también ectodérmico sugiriendo la existencia de células madre mesenquimales en este tejido. En el presente trabajo conseguimos diferenciar por primera vez células madre estromales en células productoras de insulina utilizando un protocolo de diferenciación sin transfección génica. Para ello, se desarrolló un protocolo in vitro y se evaluaron los pasos de diferenciación mediante la expresión génica de marcadores celulares de células β-pancreáticas, seguido de la confirmación de secreción de insulina. Los genes PAX4, PDX1, GLUT2 y insulina se encontraron sobreexpresados en las células diferenciadas comparados con las células del grupo control. Además, las células diferenciadas secretaban insulina en diferente cantidad en respuesta a la diferente concentración de glucosa presente en el medio. Posteriormente se evaluó el comportamiento de dichas células en un modelo murino y fueron trasplantadas en la cápsula renal de ratones a los que previamente se les había inducido Diabetes Mellitus tipo 1, llegando a encontrar insulina humana en el suero murino. Los niveles de insulina se estabilizaron en los ratones trasplantados con células diferenciadas en un periodo de 5 semanas, desarrollando, además, menos complicaciones tales como deshidratación, pérdida de peso y aparición de cataratas que el grupo control. Es importante tener en cuenta que el endometrio es una fuente fácilmente accesible de células madre que han mostrado su potencial terapéutico en la Diabetes Mellitus.

Pancreatic islet cell transplantation is an effective approach to treat type 1 diabetes, however the shortage of cadaveric donors and limitations due to rejection require alternative solutions. Multipotent cells derived from the uterine endometrium have the ability to differentiate into mesodermal and ectodermal cellular lineages,suggesting the existence of mesenchymal stem cells in this tissue. We differentiated human endometrial stromal stem cells (ESSC) into insulin secreting cells using a simple and nontransfection protocol. An in vitro protocol was developed and evaluated by assessing the expression of pan β-cell markers, followed by confirmation of insulin secretion. PAX4, PDX1, GLUT2, and insulin, were all increased in differentiated cells compared to controls. Differentiated cells secreted insulin in a glucose responsive manner. In a murine model, differentiated cells were injected into the kidney capsules of diabetic mice and human insulin identified in serum. Within 5 weeks blood glucose levels were stabilized in animals transplanted with differentiated cells, however those treated with undifferentiated cells developed progressive hyperglycemia. Mice transplanted with control cells lost weight and developed cataracts while those receiving insulin producing cells did not. Endometrium provides an easily accessible, renewable, and immunologically identical source of stem cells with potential therapeutic applications in diabetes.