Un innovador tratamiento podría curar la diabetes tipo 1 de forma definitiva

En la Universidad Médica de Carolina del Sur (MUSC), el investigador Leonardo Ferreira, Ph.D., lideró un esfuerzo ambicioso para cambiar el tratamiento de la diabetes tipo 1 (T1D). Con el respaldo de $1 millón de Breakthrough T1D, una organización de investigación y defensa global, Ferreira y colaboradores de instituciones asociadas probaron una nueva estrategia destinada a tratar y potencialmente curar la enfermedad.

Este enfoque integró la ciencia de células madre, la inmunología y la investigación en trasplantes. El objetivo central fue sencillo pero audaz: restaurar las células beta productoras de insulina en personas con T1D sin requerir medicamentos inmunosupresores.

"Estos premios apoyan el trabajo más prometedor que puede avanzar significativamente hacia la cura de la diabetes tipo 1", afirmó Ferreira. "Esto es lo que Breakthrough T1D cree que es la próxima ola en la terapia para la diabetes tipo 1".

Ingeniería del sistema inmunológico para proteger las células de insulina

Ferreira se especializó en modificar el sistema inmunológico utilizando receptores de antígeno quiméricos, o CARs. Estos receptores modificados ayudan a guiar las células T reguladoras, conocidas como Tregs, hacia objetivos específicos en el cuerpo. Las Tregs desempeñan un papel esencial en el control de las respuestas inmunitarias y en la prevención de daños excesivos, incluida la agresión autoinmunitaria observada en la T1D. En términos simples, actúan como guardianes, evitando que el sistema inmunológico cause daño a los tejidos sanos.

Trabajó junto a dos colaboradores destacados. Holger Russ, Ph.D., profesor asociado de Farmacología y Terapéutica en la Universidad de Florida, es un líder en la investigación de células madre para T1D. Muchos científicos consideran que este campo es el futuro de los trasplantes, ya que las células madre pueden proporcionar un suministro prácticamente ilimitado de células de islote para investigación y uso clínico. Michael Brehm, Ph.D., de la Escuela de Medicina de la Universidad de Massachusetts, completó el equipo. Es conocido por desarrollar modelos de ratón humanizados que ayudan a los investigadores a estudiar las respuestas inmunitarias y metabólicas humanas en T1D.

¿Qué sucede en la diabetes tipo 1?

La diabetes tipo 1 (T1D) es una condición autoinmunitaria en la que el sistema inmunológico ataca erróneamente las células beta productoras de insulina del páncreas. Sin estas células, el cuerpo no puede regular adecuadamente los niveles de azúcar en la sangre. Las personas con T1D deben monitorear de cerca su glucosa y depender de inyecciones de insulina para sobrevivir. Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, aproximadamente 1.5 millones de estadounidenses viven con la enfermedad. Con el tiempo, puede llevar a complicaciones graves, incluido daño a los nervios, ceguera, coma e incluso la muerte.

El nuevo premio de Breakthrough T1D se basa en una subvención piloto de descubrimiento de 2021 del Instituto de Investigación Clínica y Traslacional de Carolina del Sur (SCTR), que inicialmente unió a Ferreira y Russ. Ese apoyo temprano sentó las bases para este proyecto más amplio, que podría remodelar significativamente el tratamiento de la T1D.

Una estrategia de terapia celular en dos partes

En la T1D, las células beta son destruidas porque el sistema inmunológico ya no las reconoce como parte del cuerpo. Para los pacientes con casos severos que son difíciles de controlar con insulina exógena, los médicos pueden realizar trasplantes de células de islote, que incluyen células beta.

Sin embargo, esta opción enfrenta dos desafíos principales. Primero, los trasplantes de islote dependen de tejido donante, y no hay suficientes células beta disponibles. Para abordar esta escasez, el equipo de investigación produce sus propias células de islote derivadas de células madre en el laboratorio.

El segundo problema es el rechazo inmunológico. Las células beta trasplantadas, como cualquier tejido extraño, pueden ser atacadas por el sistema inmunológico. Aquí es donde la experiencia de Ferreira en ingeniería inmunológica se vuelve esencial. Las Tregs ayudan a calmar naturalmente las respuestas inmunitarias. Ferreira modificó estas células con un CAR que reconoce una proteína de superficie específica colocada en las células beta. Esto funciona como una señal de GPS, dirigiendo a las Tregs precisamente hacia las células trasplantadas.

Una vez allí, las Tregs modificadas funcionan como "guardianes" dirigidos, protegiendo las células beta del ataque inmunológico. La interacción funciona como una cerradura y una llave. Cuando el receptor en la Treg encaja con la proteína en la célula beta, se le indica al sistema inmunológico que se detenga. Juntas, las células beta y las Tregs forman una asociación protectora que ayuda a preservar la producción de insulina después del trasplante.

Evitar medicamentos inmunosupresores

Una ventaja importante de esta terapia celular combinada es que podría eliminar la necesidad de medicamentos inmunosupresores. Estos medicamentos son comúnmente requeridos después de los trasplantes, pero conllevan riesgos significativos a largo plazo, especialmente para los niños.

Las células beta producidas en laboratorio también pueden resolver la escasez de tejido donante. Actualmente, un solo trasplante puede requerir células beta de tres o cuatro donantes, mientras que la mayoría de los trasplantes de órganos implican una coincidencia uno a uno. En contraste, las células beta modificadas del equipo pueden fabricarse en el laboratorio, congelarse y almacenarse sin perder calidad. Esto abre la puerta a un suministro escalable y confiable para futuros tratamientos.

El objetivo final es crear una terapia completa lista para usar que combine Tregs modificadas con células beta cultivadas en laboratorio. Un tratamiento así podría distribuirse ampliamente y administrarse mediante trasplante.

"Estamos tratando de desarrollar una terapia que funcione para todas las personas con diabetes tipo 1 en todas las etapas, incluso para aquellos que han tenido la enfermedad durante muchos años y no tienen células beta restantes", comentó Ferreira.

Pruebas de durabilidad e impacto a largo plazo

La transición de esta terapia a la práctica clínica requerirá tiempo y más investigación. Quedan varias preguntas, incluida la duración de los efectos protectores. En estudios preclínicos utilizando ratones humanizados, los beneficios han durado hasta un mes, que es el período más largo estudiado hasta ahora. La nueva financiación permitirá a los investigadores explorar formas de extender esta protección, mejorar los métodos de entrega y determinar si múltiples dosis podrían producir resultados más duraderos.

Al combinar biología de células madre, edición genética y regulación inmunológica, el equipo desarrolla más que una sola terapia. Están construyendo un marco para enseñar al cuerpo a repararse a sí mismo. Si tiene éxito, este trabajo podría liberar eventualmente a los pacientes de inyecciones diarias de insulina y cambiar el cuidado de la diabetes tipo 1 de una gestión de por vida a una verdadera cura.

Las implicaciones se extienden más allá de la diabetes. El éxito podría representar un gran avance en la medicina regenerativa y las terapias basadas en la inmunidad.

"Creo que esto puede cambiar la forma en que se practica la medicina", afirmó Ferreira. "En lugar de tratar síntomas, podemos reemplazar las células que faltan. Al hacer este trabajo, es probable que comprendamos mejor cómo comienza la T1D, cómo se desarrolla y cómo puede ser tratada".