Diabete: nuova tecnica converte le cellule staminali umane in cellule produttrici di insulina

La nuova tecnica per convertire le cellule staminali umane in cellule produttrici di insulina potrebbe essere molto promettente per i futuri trattamenti diabetici, se i risultati osservati in un esperimento con i topi potranno essere replicati con successo nell’uomo.
I ricercatori in uno studio riportato sulla rivista Nature Biotechnology, hanno detto di aver scoperto un nuovo modo per convertire le cellule staminali pluripotenti umane (hPSC) in cellule beta del pancreas che producono insulina. Le cellule produttrici di insolina quando sono state trapiantate in topi indotti ad avere una forma acuta di diabete, le loro condizioni sono state rapidamente curate.
Jeffrey R. Millman ingegnere biomedico della Washington University, ha detto:
«Questi topi avevano un diabete molto grave con letture di zucchero nel sangue di oltre 500 milligrammi per decilitro di sangue, livelli che potrebbero essere fatali per una persona. Entro due settimane dopo aver dato ai topi le cellule che secernono insulina, i loro livelli di glucosio nel sangue erano tornati alla normalità e sono rimasti così per molti mesi».
Le cellule staminali pluripotenti sono essenzialmente cellule bianche, indifferenziate con la capacità di crescere in altri tipi di cellule che esistono in tutto il corpo. Sfruttare questo potenziale, nel contesto diabetico, significa che i ricercatori potrebbero escogitare modi per ottimizzare le cellule staminali per diventare le cellule produttrici di insulina che mancano ai diabetici, aiutandole a controllare la glicemia alta e rimanere in salute.
Gli scienziati da anni stanno studiando come farlo, riportando una serie di successi incrementali nei modelli animali man mano che aumenta la comprensione dei processi alla base della manipolazione delle cellule staminali. Il team di ricercatori del laboratorio di Jeffrey R. Millman è impegnato in questa ricerca, nel 2016 ha escogitato un modo per produrre cellule secernenti insulina – derivate da pazienti con diabete di tipo 1 – che funzionavano come risposta al glucosio; alcuni anni dopo, hanno imparato come aumentare il livello di secrezione di insulina nelle cellule beta pancreatiche derivate da cellule staminali.
I ricercatori hanno affrontato un’altra sfida: ridurre la quantità di cellule “fuori bersaglio” prodotte in questi processi, quando le celle vuote si differenziano in altri tipi di cellule non intenzionali. Jeffrey R. Millman ha detto:
«Un problema comune quando stai cercando di trasformare una cellula staminale umana in una cellula beta che produce insulina – o un neurone o una cellula cardiaca – è che produci anche altre cellule che non vuoi. Nel caso delle cellule beta, potremmo ottenere altri tipi di cellule del pancreas o di cellule epatiche».
I ricercatori hanno spiegato che queste cellule “fuori bersaglio” non sono dannose, ma non possono essere funzionali a scopi come il controllo del glucosio, ciò limita l’impatto correttivo dei trattamenti con cellule staminali, dato che si sta lavorando con cellule meno rilevanti dal punto di vista terapeutico.
La nuova tecnica ora sembra in grado di mantenere la differenziazione cellulare sul bersaglio. Il team di ricercatori nel nuovo studio ha scoperto che i fattori di trascrizione che spingono le cellule staminali a diventare cellule pancreatiche sono collegati allo stato del citoscheletro cellulare, una struttura di supporto all’interno delle cellule che agisce come una specie di scheletro, costituita da microfilamenti di varie fibre proteiche: una di queste proteine si chiama actina, svolge un ruolo importante nella funzione cellulare e, a quanto pare, anche la differenziazione cellulare.
Gli autori nel loro studio hanno detto:
«Abbiamo scoperto che la manipolazione delle interazioni cellula-biomateriale e lo stato del citoscheletro di actina hanno alterato i tempi di espressione del fattore di trascrizione endocrina e la capacità dei progenitori del pancreas di differenziarsi in cellule beta derivate da cellule staminali».
I ricercatori in altre parole hanno affermato che è possibile garantire in modo più efficiente la formazione di cellule produttrici di insulina controllando il citoscheletro di actina e la capacità di fare ciò, promette bene per il futuro dei trattamenti con cellule staminali.
Jeffrey R. Millman ha detto:
«Siamo stati in grado di produrre più cellule beta e quelle cellule funzionavano meglio nei topi, alcuni dei quali sono rimasti curati per più di un anno, mentre gli animali di controllo, cui non venivano somministrati i trapianti di cellule, finivano per morire, tale era la gravità del loro diabete indotto».
I ricercatori hanno aggiunto che le stesse manipolazioni citoscheletriche hanno anche mostrato il potenziale per controllare meglio la differenziazione di altri tipi di cellule, tra cui fegato, esofago, stomaco e cellule intestinali. La tecnica in tal caso, potrebbe migliorare i trattamenti con cellule staminali per altri tipi di patologie, non solo per il diabete. Hanno evidenziato:
«Il nuovo metodo finora è stato testato solo sugli animali, siamo ancora lontani dall’essere in grado di curare le persone con questo tipo di trattamento sperimentale. Detto questo, i risultati sono sicuramente promettenti, potrebbero indicare la strada per un futuro in cui possiamo fare esattamente questo. Il nostro studio nel suo insieme sottolinea che la dinamica citoscheletrica lavora in sinergia con fattori biochimici solubili per regolare il destino delle cellule endodermiche, aprendo nuove opportunità per migliorare i risultati della differenziazione».

Pino Silvestri

About Pino Silvestri

Pino Silvestri, blogger per diletto, fondatore, autore di Virtualblognews, presente su Facebook e Twitter.
View all posts by Pino Silvestri →