El metabolismo de glucosa por la glucoquinasa regula regeneración de células beta

La glucoquinasa es una enzima que cataliza la fosforilación de la glucosa a glucosa-6-fosfato. Se produce en las células del hígado, el páncreas, los intestinos y el cerebro de los humanos y la mayoría de los demás vertebrados. En cada uno de estos órganos juega un papel importante en la regulación del metabolismo de los carbohidratos, actuando como un sensor de la glucosa que provoca cambios en el metabolismo o funcionamiento celular en respuesta al aumento o disminución de los niveles de glucosa, tal como ocurre después de una comida o en ayunas. Las mutaciones del gen de esta enzima pueden causar formas inusuales de diabetes o hipoglucemia.

Investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalén (Israel) trabajaron con un modelo murino de diabetes, modificado genéticamente, al cual se le destruyó más del 80% de las células beta del páncreas productoras de insulina.

Informaron en la edición del 6 de abril de 2011 de la revista  Cell Metabolism que los ratones diabéticos con niveles elevados de glucosa en la sangre habían regenerado un mayor número de células beta que los ratones control sin diabetes, lo cual sugiere que la glucosa fue un factor clave en la regeneración de las células beta. Además, el aumento en la masa de células beta fue controlado sistemáticamente y no por factores locales, tales como el daño tisular. Cambios crónicos en el metabolismo de glucosa en las células beta y no los niveles de glucemia en sí, fueron el principal regulador positivo de la proliferación de células beta in vivo. A nivel intracelular las manipulaciones genéticas y farmacológicas mostraron que la glucosa indujo la replicación de células beta por el metabolismo con glucoquinasa, el primer paso de la glucólisis, seguido por el cierre de los canales de potasio ATP y a la despolarización de la membrana.

“Nuestro trabajo demuestra que el aumento del nivel de glucemia, ordena a las células beta que se regeneren” dijo el Dr. Yuval Dor, profesor de biología del desarrollo e investigación del cáncer de la Universidad Hebrea de Jerusalén y autor principal. “La señal clave para la regeneración no es en sí la glucosa en sangre, sino la capacidad de detección de glucosa de las células beta”.

Estos hallazgos pueden ayudar a los desarrolladores de fármacos, sabiendo que la regeneración depende de los niveles de glucoquinasa, a facilitar el camino para desarrollar una nueva clase de medicamentos que module la glucoquinasa u otros pasos de la vía de detección de la glucosa para dirigir las células beta a través de la vía de la regeneración y la replicación.

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Hebrew University of Jerusalem