Produrre insulina dalle cellule staminali?


    Anche se il trattamento del diabete di tipo 1 ha fatto molta strada dal momento in cui è stato descritto per la prima volta nell'antico Egitto, le iniezioni di insulina e le punture dei polpastrelli delle dita fanno parte della vita quotidiana di molti diabetici.

    Ricercatrice in un laboratorio biologico. Credit: Author: Anyaivanova, Shutterstock

    Ma un gruppo di ricercatori ha appena fatto condotto uno studio che potrebbe un giorno rendere obsolete tali tecnologie, trasformando le cellule staminali in cellule funzionali per la produzione di insulina (conosciute anche come cellule beta), almeno nei topi.
     

    «Al momento possiamo generare cellule che producono insulina che somigliano e agiscono in maniera simile alle cellule beta pancreatiche che tu ed io abbiamo nel nostro corpo» spiega Matthias Hebrok, microfisiologo dell'Università della California di San Francisco (UCSF) che fa parte del team di ricercatori che ha condotto lo studio.

    «Questo rappresenta un passo fondamentale verso il nostro obiettivo di creare cellule che potrebbero essere trapiantate nei pazienti con diabete».

    Cos'è il diabete di tipo 1

    Il diabete di tipo 1 è caratterizzato da una perdita di insulina dovuta alla distruzione delle cellule nel pancreas da parte del sistema immunitario, per tale motivo i diabetici di tipo 1 devono introdurre l'insulina nel proprio organismo manualmente. Anche se questo sistema funziona abbastanza bene, non è perfetto.

    Le persone affette da diabete possono condurre per lo più una vita normale, ma hanno un rischio aumentato di problemi come insufficienza renale, malattie cardiache e ictus.

    Quali sono gli altri metodi per gestire il diabete di tipo 1?

    Esistono altri metodi di gestione del diabete di tipo 1, come ad es.: l'introduzione di nuove cellule beta o il trapianto del pancreas danneggiato; entrambe le opzioni hanno disponibilità limitata poiché sia le nuove cellule sia gli organi devono essere presi da donatori di organi.

     

    Per aggirare il problema dei donatori, i ricercatori (tra cui il team dell'UCSF) negli ultimi anni hanno lavorato al processo di conversione delle cellule staminali in cellule beta pancreatiche completamente funzionanti, la strada per il gruppo di ricerca è stata tutt'altro che in discesa poiché ci sono stati alcuni problemi nel riuscire ad arrivare fino in fondo al processo.

    «Le cellule che il nostro gruppo e gli altri gruppi stavano producendo si bloccavano in una fase immatura, in tale fase le cellule non erano in grado di rispondere adeguatamente al glucosio presente nel sangue e a secernere in maniera corretta l'insulina» scrive Hebrok.

    «Si è trattato di un importante collo di bottiglia per la ricerca».

    Nel momento in cui il team di ricercatori ha evidenziato in che modo queste cellule si sviluppano nel pancreas è arrivata la svolta fondamentale nella ricerca. I ricercatori hanno scoperto che le cellule si separano dal resto del pancreas e si organizzano in protrusioni chiamate isole di Langerhans (anche definiti isolotti pancreatici).

    Che cosa hanno fatto i ricercatori in laboratorio?

    Il team ha studiato questo processo utilizzando una piastra di Petri, le cellule staminali pancreatiche sono state separate artificialmente per riorganizzarle in grappoli simili alle isole di Langerhans che si formano naturalmente nel corpo. Questa disposizione ha permesso alle cellule staminali pancreatiche di maturare e di funzionare in modo molto simile alle cellule normali che producono insulina.

    E ancora meglio, quando questi isolotti pancreatici sono stati trapiantati in topi sani, i ricercatori hanno scoperto che le cellule producevano insulina in risposta ai livelli di zuccheri nel sangue in una manciata di giorni.

    Le criticità dello studio

    Naturalmente, come con qualsiasi studio sui topi, non possiamo entusiasmarci troppo considerato che c'è ancora un bel po' di lavoro da fare prima che questo diventi un  trattamento utile per gli esseri umani. Ad esempio se si dovessero introdurre nuove cellule staminali pancreatiche in un paziente diabetico di tipo 1 molto probabilmente il sistema immunitario distruggerà ancora tali cellule.

    Ciò significa che qualsiasi paziente sottoposto a tale trattamento dovrebbe assumere farmaci immunosoppressori a vita, un problema che si ha anche con le donazioni di organi e di cellule.

    Tuttavia questo ultimo passo rappresenta una svolta epocale e il team di ricercatori sta attualmente lavorando alla risoluzione di tali problemi. Ad esempio, i ricercatori stanno indagando se è possibile utilizzare la tecnica di editing genetico CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) per modificare le cellule staminali abbastanza da non essere identificate dai "radar" del sistema immunitario iperattivo.

    «Siamo finalmente in grado di andare avanti su un numero di fronti diversi che prima erano bloccati» scrive Hebrok.  «Le possibilità sembrano infinite». aggiunge il ricercatore.

    Lo studio "Recapitulating endocrine cell clustering in culture promotes maturation of human stem-cell-derived β cells" è stato pubblicato sulla rivista Nature Cell Biology.



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