Islotes pancreáticos

Las hormonas producidas en los islotes pancreáticos son secretadas directamente al torrente sanguíneo por (al menos) cinco tipos de células. En los islotes de rata, los tipos de células endocrinas se distribuyen de la siguiente manera: ^{[ 7 ]}

• Células alfa productoras de glucagón (20% del total de células de los islotes)
• Células beta productoras de insulina y amilina (≈70%)
• Células PP (células gamma o células F) productoras de polipéptido pancreático (<5%)
• Células delta productoras de somatostatina (<10%)
• Células épsilon productoras de grelina (<1%)

Se ha reconocido que la citoarquitectura de los islotes pancreáticos difiere entre especies. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} En particular, mientras que los islotes de roedores se caracterizan por una proporción predominante de células beta productoras de insulina en el núcleo del cúmulo y por escasas células alfa, delta y PP en la periferia, los islotes humanos muestran células alfa y beta en estrecha relación entre sí a lo largo del cúmulo. ^{[ 8 ] [ 10 ]}

La proporción de células beta en los islotes varía según la especie; en humanos es de aproximadamente el 40-50%. Además de las células endocrinas, hay células estromales (fibroblastos), células vasculares (células endoteliales, pericitos), células inmunitarias (granulocitos, linfocitos, macrófagos, células dendríticas) y células neuronales. ^{[ 11 ]}

Un gran volumen de sangre fluye a través de los islotes, entre 5 y 6  ml/min por cada  gramo de islote. Esto representa hasta 15 veces más que en el tejido exocrino del páncreas. ^{[ 11 ]}

Los islotes pueden influirse entre sí mediante comunicación paracrina y autocrina , y las células beta están acopladas eléctricamente a otras seis o siete células beta, pero no a otros tipos celulares. ^{[ 12 ]} Los islotes pancreáticos se caracterizan por una rica inervación y vascularización, aunque existen diferencias notables entre los islotes de roedores y humanos. Las investigaciones indican que la densidad vascular en los islotes humanos es aproximadamente cinco veces menor que en los islotes de roedores. ^{[ 13 ] [ 14 ]} La red vascular dentro de los islotes se asemeja a una estructura glomerular, compuesta por células endoteliales altamente fenestradas situadas cerca de cada célula endocrina. ^{[ 15 ] [ 10 ]} En consecuencia, la tensión de oxígeno dentro de los islotes pancreáticos es significativamente mayor que la del tejido exocrino circundante. ^{[ 16 ]}

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  Un islote pancreático teñido.
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  Un islote pancreático, mostrando células alfa.
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  Un islote pancreático, donde se aprecian las células beta.

La actividad eléctrica de los islotes pancreáticos se ha estudiado mediante técnicas de patch clamp . Se ha observado que el comportamiento de las células en los islotes intactos difiere significativamente del comportamiento de las células dispersas. ^{[ 20 ]}

Las células beta de los islotes pancreáticos secretan insulina y, por lo tanto, desempeñan un papel importante en la diabetes . Se cree que son destruidas por ataques del sistema inmunitario.

Debido a que las células beta de los islotes pancreáticos son destruidas selectivamente por un proceso autoinmune en la diabetes tipo 1 , los médicos e investigadores están explorando activamente el trasplante de islotes como un medio para restaurar la función fisiológica de las células beta, lo que ofrecería una alternativa al trasplante completo de páncreas o al páncreas artificial . ^{[ 21 ] [ 22 ]} El trasplante de islotes surgió como una opción viable para el tratamiento de la diabetes insulinodependiente a principios de la década de 1970, con un progreso constante durante las tres décadas siguientes. ^{[ 23 ]} Ensayos clínicos a fecha de 2008Se ha demostrado que la independencia de la insulina y un mejor control metabólico pueden obtenerse de forma reproducible tras el trasplante de islotes de donantes cadavéricos en pacientes con diabetes tipo 1 inestable . ^{[ 22 ]} Como alternativa, las inyecciones diarias de insulina son un tratamiento eficaz para los pacientes con diabetes tipo 1 que no son candidatos para el trasplante de islotes.

Las personas con un índice de masa corporal (IMC) elevado no son donantes de páncreas adecuados debido a las mayores complicaciones técnicas durante el trasplante. Sin embargo, es posible aislar un mayor número de islotes debido al mayor tamaño de su páncreas, por lo que son donantes de islotes más adecuados. ^{[ 24 ]}

El trasplante de islotes solo implica la transferencia de tejido compuesto por células beta necesarias para el tratamiento de esta enfermedad. Por lo tanto, representa una ventaja sobre el trasplante de páncreas completo, que es técnicamente más complejo y conlleva el riesgo de, por ejemplo, pancreatitis que puede provocar la pérdida del órgano. ^{[ 24 ]} Otra ventaja es que los pacientes no requieren anestesia general. ^{[ 25 ]}

Trasplante de islotes para la diabetes tipo 1 ( a partir de 2008)) requiere una inmunosupresión potente para prevenir el rechazo del huésped a los islotes del donante. ^{[ 26 ]}

Los islotes se trasplantan a una vena porta , que luego se implanta en el hígado. ^{[ 24 ]} Existe riesgo de trombosis de la rama venosa portal y un bajo valor de supervivencia de los islotes pocos minutos después del trasplante, porque la densidad vascular en este sitio es varios meses después de la cirugía menor que en los islotes endógenos. Por lo tanto, la neovascularización es clave para la supervivencia de los islotes, que está respaldada, por ejemplo, por el VEGF producido por los islotes y las células endoteliales vasculares. ^{[ 11 ] [ 25 ]} Sin embargo, el trasplante intraportal tiene algunas otras limitaciones, por lo que se están examinando otros sitios alternativos que proporcionarían un mejor microambiente para la implantación de los islotes. ^{[ 24 ]} La investigación sobre el trasplante de islotes también se centra en la encapsulación de los islotes, la inmunosupresión sin CNI ( inhibidores de la calcineurina ), los biomarcadores de daño de los islotes o la escasez de donantes de islotes. ^{[ 27 ]}

Una fuente alternativa de células beta, como las células productoras de insulina derivadas de células madre adultas o células progenitoras , contribuiría a superar la escasez de órganos donados para trasplante. El campo de la medicina regenerativa está evolucionando rápidamente y ofrece una gran esperanza para el futuro cercano. Sin embargo, la diabetes tipo 1 es el resultado de la destrucción autoinmune de las células beta en el páncreas. Por lo tanto, una cura efectiva requerirá un enfoque secuencial e integrado que combine intervenciones inmunológicas adecuadas y seguras con enfoques regenerativos de células beta. ^{[ 28 ]} También se ha demostrado que las células alfa pueden cambiar espontáneamente de destino y transdiferenciarse en células beta tanto en islotes pancreáticos humanos y de ratón sanos como diabéticos, una posible fuente futura para la regeneración de células beta. ^{[ 29 ]} De hecho, se ha descubierto que la morfología de los islotes y la diferenciación endocrina están directamente relacionadas. ^{[ 30 ]} Las células progenitoras endocrinas se diferencian migrando de forma cohesiva y formando precursores de islotes con forma de brote, o "penínsulas", en las que las células alfa constituyen la capa externa peninsular y las células beta se forman posteriormente debajo de ellas. La criopreservación ha demostrado ser prometedora para mejorar la cadena de suministro de islotes pancreáticos y, por consiguiente, los resultados de los trasplantes. ^{[ 31 ]}