La diabetes tipo 2 es uno de los grandes retos de la salud actual y se debe, en gran parte, a que el cuerpo no responde bien a la insulina y a que las células beta del páncreas que la liberan, no liberan suficiente hormona para controlar el azúcar en sangre. Estas células beta, junto con otras cuatro clases de células endocrinas del páncreas, viven en pequeños conglomerados llamados islotes pancreáticos, donde cada tipo celular puede alterarse de forma distinta en la enfermedad. Esto fue estudiado en un artículo reciente de Martínez-López y colaboradores, publicado en la revista Nature Communications.
En los últimos años, el análisis del ARN de los islotes (lo que las células están “leyendo” de su ADN en cada momento) ha permitido identificar genes alterados en diabetes tipo 2, pero los estudios no siempre coinciden entre sí. Además, muchos trabajos miraban el islote como un todo, sin separar bien qué ocurría en cada tipo celular, lo que complica la interpretación.
En este nuevo estudio, el equipo de investigación desarrolló una herramienta computacional llamada dGCNA (análisis diferencial de redes de coordinación génica) para estudiar datos de secuenciación de ARN de célula individual (scRNAseq) de islotes pancreáticos de 16 personas con diabetes tipo 2 y 16 sin la enfermedad. En lugar de fijarse solo en si un gen está más o menos activo, esta técnica examina cómo cambian las relaciones entre genes dentro de cada tipo celular cuando aparece la diabetes.
Aplicando esta técnica, los autores identificaron en las células beta once redes de genes alteradas en diabetes tipo 2, con funciones muy específicas. Entre los procesos afectados se encuentran la cadena de transporte de electrones mitocondrial, la glucólisis (ruta clave para obtener energía a partir de la glucosa), la organización del citoesqueleto, la proliferación celular y la respuesta al estrés de proteínas mal plegadas (respuesta de proteína desplegada). Curiosamente, otros mecanismos como la exocitosis (liberación de vesículas), la regulación lisosomal y la traducción de insulina aparecen aumentados en la diabetes, lo que sugiere una respuesta adaptativa o compensatoria de las células beta.
Cuando se compararon las células beta con las células alfa, los investigadores encontraron diferencias marcadas en los cambios de regulación génica asociados a la diabetes tipo 2, reproducidas además en conjuntos de datos independientes. Mientras que las células beta muestran más redes alteradas, con cambios marcados en identidad, citoesqueleto, respuesta al estrés de proteínas y traducción aumentada de insulina, las alfa destacan por cambios en glicólisis, mitocondrias, gránulos secretores y una posible reducción compensatoria de la traducción de glucagón. Esto refuerza la idea de que cada tipo celular del islote responde de forma específica a la enfermedad, y que entender esas diferencias es clave para diseñar terapias más precisas.
En conjunto, el trabajo muestra que analizar redes de genes en lugar de genes aislados ofrece una visión mucho más rica y detallada de los mecanismos celulares de la diabetes tipo 2, y abre la puerta a descubrir nuevas dianas terapéuticas basadas en el funcionamiento coordinado de las células del islote pancreático.
