Diabete, nuovi progressi nella produzione di cellule beta dalle staminali

Dopo i recenti successi nella produzione di cellule beta, a breve giro di posta altri ricercatori statunitensi sono riusciti ad ottenere nei topi degli agglomerati di cellule beta capaci di secernere insulina a partire da cellule staminali. Ora la nuova sfida è rendere più semplice e più accessibile il trapianto nei pazienti diabetici. Il nuovo studio è appena stato pubblicato sulla rivista Nature Cell Biology

Dopo i recenti successi nella produzione di cellule beta, a breve giro di posta altri ricercatori statunitensi sono riusciti ad ottenere nei topi degli agglomerati di cellule beta capaci di secernere insulina a partire da cellule staminali. Ora la nuova sfida è rendere più semplice e più accessibile il trapianto nei pazienti diabetici. Il nuovo studio è appena stato pubblicato sulla rivista Nature Cell Biology.

Il diabete è legato all'incapacità dell’organismo di mantenere sotto controllo i livelli di zucchero nel sangue, processo che normalmente viene gestito dall'insulina. Le ricerche sulle cellule beta pancreatiche malfunzionanti che non riescono a produrre questo ormone sono in aumento, di pari passo con la scoperta di nuovi potenziali percorsi volti a ripristinare la loro funzione secretoria.

Si ritiene che le cellule beta difettose siano fondamentali per il diabete di tipo 1, dato che non producono l’insulina necessaria a tenere sotto controllo i livelli di zucchero nel sangue. Chi soffre di questa patologia è costretto a monitorare costantemente la glicemia ed eventualmente assumere insulina per via iniettiva, una soluzione sgradita a molti.

Una alternativa è il trapianto di pancreas, ma gli organi non sono facili da trovare. Secondo gli scienziati dell'Università della California a San Francisco (UCSF), degli 1,5 milioni di pazienti affetti da diabete di tipo 1 negli Stati Uniti soltanto un migliaio possono beneficiare di un trapianto di pancreas ogni anno. E nonostante questo rischiano di andare comunque incontro a complicazioni e fallimenti, spesso legati alla reazione immunitaria dell’organismo contro il nuovo organo.

Quindi lo sviluppo di fonti sintetiche di queste preziose cellule rappresenterebbe un enorme vantaggio per il trattamento del diabete. Tra i progressi più interessanti ci sono un pancreas artificiale approvato di recente dalla Fda e le nuove tecnologie che possono produrre cellule beta in grandi quantità.

Cellule beta sostitutive dalle staminali
Il team di Matthias Hebrok, direttore del Diabetes Center alla UCSF, è uno dei più importanti nel settore di ricerca che sta cercando di far crescere quantità significative di cellule beta sane a partire da cellule staminali, che possono poi essere trapiantate nei pazienti.

Dopo avere avuto molte difficoltà nel far maturare correttamente le cellule, i ricercatori credono di aver trovato il modo di superare questa empasse, prendendo ispirazione dal processo fisiologico tramite il quale le cellule beta pancreatiche si aggregano a formare le isole di Langerhans.

Sono riusciti a ricreare questo processo, separando manualmente le cellule beta in aggregati e trapiantandole in topi sani. In pochi giorni le cellule sono maturate e hanno cominciato a produrre insulina in risposta ai livelli di glucosio, nello stesso modo in cui si comportano le cellule beta sane.

Il mese scorso gli scienziati della Washington University di St Louis avevano pubblicato uno studio simile in cui descrivevano i passi avanti fatti nella produzione di cellule beta mature capaci di secernere insulina nel giro di pochi giorni. Hanno raggiunto questo risultato trattando le cellule con vari fattori di crescita.

Il prossimo passo è un trapianto efficace
«Stiamo separando le cellule allo stadio di cellule beta immature e le stiamo ricombinando a formare le popolazioni desiderate, come le cellule positive per l'insulina», ha spiegato Hebrok. «La riaggregazione non genera solo cellule beta, ma anche altri tipi di cellule endocrine, come le cellule alfa e delta. Avere altre cellule insulari sarà probabilmente utile nel lungo periodo, perché si tratta di una organizzazione più vicina a quella presente nativamente negli isolotti pancreatici umani».

Dato che il passaggio dalla produzione di cellule funzionanti negli animali al trapianto nell’uomo non è un processo così immediato, i ricercatori stanno collaborando con bioingegneri universitari ed esperti di editing genetico per modificare le cellule in modo che possano essere trapiantate nei pazienti senza la necessità di usare farmaci soppressori del sistema immunitario. Un'altra possibilità è lo sviluppo di farmaci che supportino le poche cellule beta nei diabetici per stimolare la produzione di insulina.

«Siamo finalmente in grado di procedere su diversi fronti che prima ci erano preclusi. Arrivati a questo punto, le possibilità sembrano infinite» ha aggiunto Hebrok

Bibliografia

Nair GG et al. Recapitulating endocrine cell clustering in culture promotes maturation of human stem-cell-derived β cells. Nature Cell Biology volume 21, pages263–274 (2019).

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