Avances hacia la terapia celular para la diabetes

administración de insulina Es el pilar actual del tratamiento de la diabetes tipo 1, pero requiere inyecciones frecuentes y seguimiento para proporcionar a los pacientes un control glucémico.¹ Como terapias celulares ganar terreno en la clínica para diferentes estados patológicos, los investigadores pretenden optimizar este enfoque para futuros tratamientos contra la diabetes.² Los científicos están investigando trasplante de islotes como una alternativa prometedora a las inyecciones de insulina, principalmente mediante la creación de células similares a islotes a partir de cultivos de células madre pluripotentes humanas (hPSC).³

Diferenciar células madre en células productoras de insulina de alta calidad a gran escala para la fabricación terapéutica es un cuello de botella común en la investigación traslacional. En un estudio publicado en Investigación y terapia con células madreun equipo de investigadores de diabetes dirigido por Timothy Kieffer en la Universidad de Columbia Británica investigaron formas de mejorar la fabricación escalable y demostraron parámetros clave para monitorear la calidad durante la producción de terapia celular.⁴ Su trabajo proporciona información para la producción a mayor escala de células pancreáticas derivadas de hPSC y sugiere formas de estandarizar el proceso de fabricación.

Los investigadores aplicaron un enfoque de calidad por diseño, que interroga el proceso experimental como parte del desarrollo de fármacos en lugar de solo probar las propiedades del producto final. Utilizaron este enfoque para investigar y mejorar la producción de células productoras de insulina. “En este caso, el proceso es también el producto, porque lo que estamos haciendo y cómo lo estamos haciendo podría impactar la calidad de las células que se están fabricando”, explicó Priye Iworimaun ingeniero de bioprocesos del laboratorio de Kieffer que encabezó este trabajo.

Iworima y sus colegas desarrollaron y optimizaron un proceso de fabricación de células de siete pasos que diferencia las hPSC en grupos similares a islotes productores de insulina. En cada paso de diferenciación, caracterizaron parámetros de bioprocesos como la proliferación celular, el consumo de glucosa y las tasas de producción de lactato, y biomarcadores del destino celular. Los investigadores mejoraron el rendimiento celular ajustando el proceso de cultivo celular y revelaron un cambio metabólico gradual de la glucólisis a la fosforilación oxidativa que los científicos pueden monitorear como una métrica de control de calidad durante la fabricación escalable.

“Este artículo es interesante porque llena un vacío”, dijo el biólogo de células madre. joe zhou de Weill Cornell Medicine, que investiga terapias de reemplazo de células derivadas de organoides para la diabetes y que no participó en este estudio. “En términos de cómo escalar la producción o realizar el control de calidad, ¿cómo se industrializa una terapia celular desde el laboratorio hasta la clínica? Vemos muy pocas publicaciones como esa en este campo”.

Iworima cree que sus hallazgos también ayudarán a los investigadores a evaluar si los productos celulares intermedios son útiles para ciertos subconjuntos de pacientes, lo que podría acortar y simplificar el proceso de fabricación. “Con el tiempo, tendremos diferentes productos celulares que pueden adaptarse mejor al individuo, ya sea el grupo similar a islotes más terminalmente diferenciado o el progenitor pancreático”, dijo Iworima.

Estudios previos de trasplantes con modelos de roedores diabéticos sugirieron que las células progenitoras pueden ser adecuadas para la función de las células beta maduras después de la implantación. Los parámetros de control de calidad resaltados a lo largo del proceso paso a paso en este estudio podrían facilitar futuras aplicaciones traslacionales tanto para células progenitoras como para células completamente diferenciadas.

Si los científicos pueden superar las barreras de la fabricación in vitro, como las limitaciones de escala y control de calidad, los métodos de cultivo celular para cultivar imitaciones de islotes productores de insulina pueden ayudar a que las terapias de reemplazo de células diabéticas lleguen a los pacientes. “El viaje de un protocolo de laboratorio desde la mesa de trabajo hasta la cabecera de la cama: la gente siempre habla de eso. Pero la mayoría de los artículos tratan sobre el tribunal”, dijo Zhou. “Será bueno tener este conocimiento disponible para que la gente no tenga que reinventar la rueda. Será de gran ayuda.”

Referencias

1. Sapra A. Diabetes. En: StatPearls – Estantería del NCBI. Publicado el 21 de junio de 2023.
2. Wang LL, et al. Terapias celulares en la clínica.. Bioeng Transl Med. 2021;6(2):e10214.
3. Gamble A, et al. El viaje del trasplante de células de los islotes y el desarrollo futuro. Islotes. 2018;10(2):80-94.
4. Iworima DG, et al. Cambio metabólico, cinética de crecimiento y rendimiento celular en la fabricación escalable de células productoras de insulina derivadas de células madre. Tratamiento de células madre. 2024;15(1).