Comprender cómo se desarrolla el páncreas humano es crucial para permitir a los científicos producir células beta productoras de insulina en la búsqueda de curar la diabetes tipo 1. Ahora, un estudio que se publica en ‘ Nature Genetics ‘ presenta un descubrimiento único y sorprendente: un gen que es esencial para producir el páncreas en los humanos no está presente en casi todos los demás animales. Las células beta del páncreas producen insulina que regula el azúcar en sangre. Todo mamífero necesita las células beta pancreáticas para sobrevivir. En la diabetes tipo 1, hay muy pocas o ninguna célula beta funcional. Pero este nuevo hallazgo desafía las ideas sobre cómo evoluciona la regulación del desarrollo. Noticia Relacionada estandar No Las inyecciones de insulina podrían sustituirse algún día por música rock Bill Sullivan Un estudio reciente utilizó un canal iónico mecanosensible como ‘mando a distancia’ para indicar a las células que produjeran insulina en respuesta a ondas sonoras específicas Hasta ahora, se asumía que los genes esenciales para el desarrollo de órganos y funciones clave estaban altamente conservados a lo largo de la evolución, lo que significa que la vía genética sigue siendo la misma entre diferentes especies, desde peces hasta humanos. Sin embargo, el gen, ZNF808 , sólo se encuentra en humanos, otros simios como chimpancés y gorilas, y en algunos monos, como los macacos. La investigación realizada por investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Exeter , la Universidad de Cambridge (Reino Unido) y la Universidad de Helsinki (Finlandia) muestra cómo de diferentes pueden ser los humanos de otros animales utilizados a menudo en la investigación, como los ratones, y enfatiza la importancia de estudiar el páncreas humano. «Es el único ejemplo que conocemos dónde un gen que es fundamental para el desarrollo de un órgano en humanos y primates no está presente en otros animales. Se esperaría que un gen que sólo se encuentra en los primates regulara una característica específica de los primates, como el tamaño del cerebro, pero no es el caso de ZNF808, que en cambio participa en el desarrollo de un órgano compartido por todos los vertebrados. Creemos que esto muestra que debe haber habido un cambio evolutivo en los primates superiores para cumplir un propósito», señala la autora principal, Elisa De Franco, de la Universidad de Exeter. Es el único ejemplo que conocemos de dónde un gen que es fundamental para el desarrollo de un órgano en humanos y primates no está presente en otros animales Elisa De Franco Universidad de Exeter Entre las hipótesis que se están explorando, asegura Andrew Hattersley , está que el beneficio evolutivo es para el páncreas del feto. «Los bebés humanos nacen a través de la pelvis, por lo que no pueden permanecer en el útero durante mucho tiempo ya que crecerían demasiado para nacer. En lugar de afrontar el hecho de nacer prematuramente y necesitar sobrevivir sin una alimentación continua, necesitan nacer con más grasa que cualquier otro animal. Esta grasa se deposita cuando el páncreas del feto produce más insulina. Nuestra investigación ha demostrado que los fetos humanos tienen un mayor crecimiento relacionado con la insulina que otros animales ». Diferentes El trabajo enfatiza la importancia de estudiar el páncreas humano para comprender y encontrar nuevos tratamientos para la diabetes. «La investigación con animales es importante -Nick Owens-, pero sólo puede aportar cierta información. Sabemos que existen diferencias fundamentales entre los humanos y otros animales, como los ratones, que suelen ser objeto de investigación en este campo. El páncreas humano es diferente en su apariencia, funcionamiento y desarrollo». ZNF808 pertenece a una familia de proteínas evolucionadas recientemente que se unen y «desactivan» regiones específicas del ADN que también se han desarrollado recientemente en términos evolutivos. Estas regiones de ADN estuvieron entre las regiones consideradas ADN basura sin ningún propósito significativo durante décadas, pero recientemente la nueva tecnología nos ha permitido descubrir sus funciones. Los resultados confirman que estas regiones de nuestro ADN desempeñan funciones importantes durante el desarrollo humano. Como subraya Michael Imbeault , de la Universidad de Cambridge, «los hallazgos muestran que genes como ZNF808, incluso si son relativamente ‘recientes’ en la evolución, pueden tener un papel crucial en el desarrollo humano. ZNF808 es miembro de la familia de proteínas más grande, pero también menos estudiada, que regulan nuestro genoma. Hay cientos de genes como el ZNF808 en nuestro ADN, muchos de ellos específicos de primates o incluso humanos, y nuestros resultados demuestran cómo estos pueden ser actores clave en la salud humana». La identificación de ZNF808 como involucrado en el desarrollo del páncreas humano se produjo después de que investigadores de la Universidad de Exeter examinaron muestras genéticas de pacientes reclutados en todo el mundo que nacieron sin páncreas y descubrieron que todos tenían cambios genéticos que resultaban en la pérdida de ZNF808 . Posteriormente se asociaron estudiaron el efecto de la pérdida de ZNF808 utilizando células madre en el laboratorio. Los resultados mostraron que ZNF808 desempeña una función importante en las primeras etapas del desarrollo humano, cuando las células necesitan «decidir» si convertirse en páncreas o hígado. Tania Entre quienes compartieron sus muestras genéticas se encontraba la niña Tania Bashir , de 12 años. «Siempre hemos querido por qué y ahora lo sabemos. Mi sueño es que algún día los científicos puedan modificar genéticamente una célula madre y hacer crecer un páncreas humano, implantarlo en Tania y potencialmente curarla. No sé si eso será posible alguna vez, pero sí sé que este entendimiento es un paso adelante crucial», señala su padre, Imran Bashir. La aportación de personas nacidas sin páncreas fue fundamental para este descubrimiento Timo Otonkoski Universidad de Helsinki Tania Bashir, gemela 2, pesaba sólo 1,1 kg cuando nació, mediante cesárea de urgencia, cinco semanas antes de tiempo, sin páncreas. Tania junto a su gemela «Tania pesaba aproximadamente tanto como un saco de azúcar; podías caberla fácilmente en la palma de tu mano. Inmediatamente se dieron cuenta de que tenía diabetes neonatal, pero tampoco crecía ni ganaba peso. Fueron necesarias ocho semanas de investigaciones, pruebas y exploraciones para descubrir que no tenía páncreas», afirma Imran. Tania no produce las enzimas que descomponen las grasas, las proteínas y los carbohidratos en moléculas más pequeñas Además de no producir insulina para controlar su nivel de azúcar en la sangre, Tania no produce las enzimas que descomponen las grasas, las proteínas y los carbohidratos en moléculas más pequeñas, como triglicéridos, aminoácidos y azúcares, para que puedan pasar a través del intestino hacia el torrente sanguíneo. Hoy en día, con el apoyo de sus padres, lleva una vida relativamente normal, a pesar de que todavía necesita una alimentación líquida especial por sonda por la noche y utiliza permanentemente una bomba de insulina. Una década más tarde, mediante la secuenciación de todos los genes del ADN de Tania (una técnica llamada secuenciación del exoma completo), el equipo de Exeter ha identificado un gen crucial para el desarrollo del páncreas humano y que sólo está presente en humanos y algunos monos, pero no en otros mamíferos. «La aportación de personas nacidas sin páncreas fue fundamental para este descubrimiento. Nadie hubiera pensado nunca que ZNF808 desempeñaba un papel en el desarrollo pancreático si no hubiéramos encontrado los cambios en este gen en estos pacientes. El objetivo final de nuestra investigación es que este conocimiento se traduzca en la capacidad de manipular células madre para producir células beta que puedan producir insulina en el laboratorio. Esa podría ser la clave para curar la diabetes tipo 1. Nuestro hallazgo es un paso importante para comprender qué hace que el páncreas humano sea único», subraya Timo Otonkoski , de la Universidad de Helsinki. «Nuestros hallazgos realmente muestran la importancia de estudiar el ADN de personas con enfermedades raras para comprender cómo se desarrollan y funcionan los órganos. Estamos inmensamente agradecidos con personas como Tania y su familia, sin ellos nada de esto sería posible», concluye Elisa de Franco .
Este gen esencial del páncreas humano puede ser la clave para curar la diabetes
