Gli scienziati hanno compiuto un grande progresso nella ricerca di un trattamento sicuro ed efficace per il diabete di tipo 1, una malattia che colpisce circa 1,6 milioni di americani con un costo di 14,4 miliardi di dollari all’anno.
Utilizzando la tecnologia delle cellule staminali, i ricercatori del Salk Institute hanno generato i primi cluster di cellule pancreatiche che producono insulina umana in grado di eludere il sistema immunitario, come spiegato recentemente in Nature. Questi cluster cellulari “immuno schermati” controllavano il glucosio nel sangue senza farmaci immunosoppressori nei topi, una volta trapiantati nel corpo.
“La maggior parte dei diabetici di tipo 1 sono bambini e adolescenti”, ha detto l’autore senior dello studio Ronald Evans, Ph.D., Direttore del Salk’s Gene Expression Laboratory. “Questa è una malattia che è storicamente difficile da gestire con i farmaci. Ci auguriamo che la medicina rigenerativa in combinazione con la schermatura immunitaria possa fare una vera differenza nel campo sostituendo le cellule danneggiate con gruppi di cellule simili umane generate in laboratorio che producono quantità normali di insulina su richiesta”.
Gli scienziati hanno compiuto un grande progresso nella ricerca di un trattamento sicuro ed efficace per il diabete di tipo 1.
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Il diabete di tipo 1 è una condizione permanente che è difficile da gestire, anche con dispositivi automatici che erogano insulina per regolare la glicemia. I trapianti di isole beta pancreatiche – gruppi di cellule che producono insulina e altri ormoni – dal tessuto del donatore possono fornire una cura, ma richiedono ai pazienti di assumere farmaci immunosoppressori per tutta la vita, che comportano gravi rischi. Per decenni, i ricercatori hanno cercato un modo migliore per reintegrare le cellule pancreatiche perse. Ora, secondo il laboratorio, il trapianto senza dispositivo di cellule produttrici di insulina come queste ci porta un passo avanti verso la cura della malattia, secondo il laboratorio.
In uno studio precedente, il laboratorio Evans ha superato un ostacolo sul campo, in cui cellule beta-simili derivate da cellule staminali producevano insulina, ma non erano funzionali. Secondo il Dottor Evans, le cellule non hanno rilasciato insulina in risposta al glucosio, poiché erano semplicemente sotto potenza. Il suo team ha scoperto un interruttore genetico chiamato ERR-gamma che, una volta attivato, “turbo-carica” le cellule.
“Quando aggiungiamo ERR-gamma, le cellule hanno l’energia di cui hanno bisogno per fare il loro lavoro”, ha detto Michael Downes, Ph.D., uno scienziato senior dil Salk e coautore di entrambi gli studi. “Queste cellule sono sane e robuste e possono fornire insulina quando rilevano alti livelli di glucosio“.
Una parte fondamentale del nuovo studio è stata quella di sviluppare un modo per far crescere cellule beta-simili in un ambiente tridimensionale che si avvicina al pancreas umano. Questo ha dato alle cellule una proprietà simile a un isolotto. È importante sottolineare che il team ha scoperto che una proteina chiamata WNT4 era in grado di attivare l’interruttore di maturazione guidato da ERR gamma. Questa combinazione di passaggi ha generato ammassi cellulari funzionali che imitano le isole umane: i cosiddetti organoidi simili a isole umane (HILO).
Successivamente il team ha affrontato la complessa questione del rigetto immunitario. I normali trapianti di tessuto richiedono terapie immunosoppressive per tutta la vita per proteggere il tessuto dall’attacco del sistema immunitario; tuttavia, queste terapie aumentano anche il rischio di infezioni. Ispirato dai successi dei farmaci immunoterapici per il cancro, il team ha inizialmente dimostrato che la proteina checkpoint PD-L1 proteggeva le cellule trapiantate. “Esprimendo PD-L1, che agisce come un bloccante immunitario, gli organoidi trapiantati sono in grado di nascondersi al sistema immunitario”, ha detto il primo autore Eiji Yoshihara, Ph.D., un ex scienziato del laboratorio.
Il Dottor Yoshihara ha quindi sviluppato un metodo per indurre PD-L1 in HILO con brevi impulsi della proteina interferone gamma. Quando trapiantati in topi diabetici, questi HILO immuno-evasivi hanno fornito un controllo prolungato della glicemia nei topi diabetici con un sistema immunitario sano.
“Questo è il primo studio che dimostra che è possibile proteggere gli HILO dal sistema immunitario senza manipolazione genetica”, ha spiegato il Dottor Downes. “Se siamo in grado di sviluppare questo come terapia, i pazienti non avranno bisogno di assumere farmaci immunosoppressori”.
Sono necessarie ulteriori ricerche prima che questo sistema possa essere avanzato alle sperimentazioni cliniche. Gli organoidi trapiantati devono essere testati nei topi per periodi di tempo più lunghi per confermare che i loro effetti sono di lunga durata. È necessario fare più lavoro per garantire che siano sicuri da usare anche sugli esseri umani. “Ora abbiamo un prodotto che potrebbe essere potenzialmente utilizzato nei pazienti senza richiedere alcun tipo di dispositivo”, ha concluso il Dott. Evans.
Gli organoidi simili a isole umane esprimono insulina, che è indicata dal colore verde. Immagine per gentile concessione del Salk Institute.
Fonte: Stem Cell