Immagine: tessuto adiposo bianco umano coltivato per tre settimane e colorato con UCP1 (rosso), Lipidtox (verde) e colorante nucleare Sytox (blu). Credito: Brian Gillette / Columbia Engineering.
I bioingegneri della Università della Colombia hanno sviluppato un semplice approccio di innesto tissutale per aumentare la massa grassa bruno nel corpo e studiarne l’effetto sul metabolismo e sul peso.
Il tessuto grasso bruno del corpo può bruciare enormi quantità di energia per generare calore e studi su uomini e animali hanno suggerito che l’aumento della quantità di grasso bruno sano potrebbe aiutare la gestione del peso e ridurre sintomi del diabete. Tuttavia, come aumentare in modo sicuro ed efficace il grasso bruno è stata una sfida significativa per i ricercatori.
Un team di ingegneri della Columbia University, guidato da Sam Sia, Professore di ingegneria biomedica, ha sviluppato un metodo semplice e innovativo per convertire direttamente il grasso bianco in grasso bruno all’esterno del corpo e quindi reimpiantarlo in un paziente. La tecnica utilizza procedure di innesto di grasso comunemente eseguite dai chirurghi plastici, in cui il grasso viene raccolto da sotto la pelle del paziente e poi trasformato per scopi cosmetici o ricostruttivi. I ricercatori dimostrano, in un articolo pubblicato in Scientific Reports, di aver convertito con successo il grasso bianco prelevato da un paziente, in grasso bruno per un potenziale uso come terapia.
Altri metodi per aumentare il grasso bruno comprendono l’esposizione cronica al freddo, che è scomoda per la maggior parte delle persone e prodotti farmaceutici che possono causare effetti collaterali prendendo di mira altri organi.
“Il nostro approccio per l’aumento del grasso bruno è potenzialmente più sicuro dei farmaci perché l’unica cosa che entra nei pazienti è il loro stesso tessuto, ed è altamente controllabile perché possiamo regolare la quantità di grasso bruno che iniettiamo”, afferma Sia. “Il processo è anche così semplice che potrebbe essere potenzialmente eseguito utilizzando un sistema automatizzato all’interno di un ambulatorio o di una clinica”.
Il team ha convertito il grasso bianco in grasso bruno coltivando frammenti di tessuto in supporti contenenti fattori di crescita e altri fattori di brunitura endogena per una o tre settimane per stimolare il processo di “doratura”. I ricercatori hanno valutato l’imbrunimento del grasso bianco misurando i livelli di diversi biomarcatori di grasso bruno, compresa l’attività mitocondriale e il marcatore proteico grasso bruno UCP1. In uno degli esperimenti, i ricercatori hanno scoperto che il grasso bianco sottocutaneo nei topi potrebbe essere convertito direttamente in grasso bruno all’esterno del corpo e che il grasso bruno è sopravvissuto e rimasto stabile dopo l’iniezione nello stesso topo per un lungo periodo (due mesi in questo esperimento).
“La persistenza del grasso bruno convertito è molto importante perché sappiamo che quando il grasso bianco è stimolato naturalmente a trasformarsi in grasso bruno in vivo, ad esempio attraverso l’esposizione al freddo, può cambiare rapidamente quando viene rimossa la stimolazione”, afferma Brian Gillette, coautore dello studio e ingegnere biomedico alla Columbia che lavora anche nel dipartimento di chirurgia presso il NYU Winthrop Hospital.
I ricercatori hanno quindi usato i loro metodi sul grasso sottocutaneo umano e sono riusciti a convertirlo efficacemente in grasso bruno. “Questo suggerisce che il nostro approccio negli esseri umani può essere utilizzato come una potenziale terapia per aiutare nella perdita di peso, controllo dei livelli di glucosio nel sangue o per prevenire l’aumento di peso“, dice Nicole Blumenfeld, una dottoranda che lavora con Sia e autore principale dell’articolo.
I ricercatori osservano che, mentre i topi alimentati con una dieta ricca di grassi e trattati con grasso bruno direttamente convertito nell’esperimento non hanno mostrato una perdita di peso statisticamente significativa rispetto a un gruppo di controllo trattato con grasso bianco non convertito, lo studio dimostra che una strategia di innesto tissutale semplice aumenta il grasso bruno endogeno.
“Questo è un eccitante progresso verso il tessuto adiposo marrone ingegnerizzato nelle applicazioni cliniche se si dimostra che è sicuro ed efficace negli esseri umani”, dice Li Qiang, assistente Professore di patologia e biologia cellulare presso il Columbia University Medical Center che non è stato coinvolto in questo studio. Esperto di fisiopatologia del diabete e dell’obesità, Qiang ha documentato il meccanismo che promuove la “doratura” del tessuto adiposo bianco.
I ricercatori stanno ora perfezionando le loro tecniche e dosaggi e conducendo ulteriori studi sull’impatto dei loro metodi sul metabolismo e sulla regolazione del peso. “Esiste una chiara necessità di esplorare nuovi approcci per la perdita di peso con il potenziale di bassi tassi di complicanze e di efficacia a lungo termine”, aggiunge Sia. “La capacità di coltivare grandi quantità di tessuto contemporaneamente mantenendo la struttura vascolare tridimensionale è vantaggiosa e promette come potenziale approccio nella gestione del peso clinico”.
Fonte: Columbia University
