Immagine, qui, le nuove cellule beta appaiono rosse mentre secernono insulina in risposta al glucosio. Credito, Laboratorio di Millman, Washington University.
Gli scienziati che lavorano per sviluppare trattamenti più efficaci per il diabete si stanno rivolgendo alle cellule staminali. Tali cellule possono essere trasformate in cellule che producono insulina, l’ormone che controlla lo zucchero nel sangue.
Ma c’è una grande sfida: la quantità di insulina prodotta da queste cellule è difficile da controllare.
Ora, modificando la ricetta per trasformare le cellule staminali umane in cellule beta che secernono insulina, un gruppo di ricercatori della Scuola di Medicina dell’Università di Washington a St. Louis ha dimostrato che le cellule risultanti sono più reattive ai livelli di glucosio fluttuanti nel sangue.
Quando hanno trapiantato le cellule beta nei topi che non potevano produrre insulina, le nuove cellule hanno iniziato a secernere insulina in pochi giorni e continuato a controllare lo zucchero nel sangue negli animali, per mesi.
Il nuovo studio è stato pubblicato il 17 gennaio sulla rivista Stem Cell Reports.
“Siamo stati in grado di superare uno dei principali punti deboli nel modo in cui queste cellule erano state precedentemente sviluppate: le nuove cellule produttrici di insulina reagiscono più rapidamente e in modo appropriato quando incontrano il glucosio“, ha detto il ricercatore principale Jeffrey R. Millman, un assistente Professore di medicina e di ingegneria biomedica. “Le cellule si comportano molto più come cellule beta nelle persone che non hanno il diabete”.
Vedi anche Il prossimo passo verso la terapia sostitutiva nel diabete di tipo 1.
I ricercatori ora credono che potrebbe essere il momento di valutare se lo stesso approccio con le cellule staminali potrebbe produrre insulina e controllare efficacemente la glicemia nelle persone.
Millman faceva parte di un gruppo di ricerca di Harvard che nel 2014 ha trasformato le cellule della pelle in cellule staminali e, nel 2016, ha fatto la stessa cosa con le cellule della pelle di un paziente con diabete. Ogni volta, le cellule staminali venivano poi trattate con vari fattori di crescita per trasformarle in cellule beta secernenti insulina. Le cellule beta, tuttavia, non hanno funzionato come auspicato dai ricercatori.
“Precedentemente, le cellule beta che producevamo potevano secernere insulina in risposta al glucosio, ma erano più simili agli idranti, producevano o molta insulina o nessuna”, ha detto il ricercatore. “Le nuove cellule sono più sensibili e secernono insulina che corrisponde meglio ai livelli di glucosio“.
Per questo studio, il laboratorio di Millman ha ancora sviluppato cellule beta da cellule staminali umane, ma ha apportato numerosi cambiamenti alla “ricetta” per produrre cellule beta produttrici di insulina, trattando le cellule con diversi fattori in momenti diversi mentre crescevano e si sviluppavano per funzionare in modo più efficace.
Dopo che il processo è stato completato, i ricercatori hanno trapiantato le cellule beta in topi diabetici con sistemi immunitari soppressi in modo che non rifiutassero le cellule umane. Quelle cellule trapiantate producevano insulina a livelli che controllavano efficacemente la glicemia nei topi, curando funzionalmente il loro diabete per diversi mesi, che, per la maggior parte dei topi nello studio, riguardava la durata della loro vita.
Come ricercatore di laboratorio piuttosto che come clinico, Millman ha affermato di non poter prevedere esattamente quando tali cellule potrebbero essere pronte per gli studi sull’uomo, ma ritiene che ci siano almeno due modi in cui le cellule beta derivate da cellule staminali potrebbero essere testate su pazienti umani.
“Il primo sarebbe quello di incapsulare le cellule in qualcosa di simile a un gel – con pori abbastanza piccoli da impedire alle cellule immunitarie di entrare, ma abbastanza grandi da permettere all’insulina di uscire“, ha detto Millman. “Un’altra idea sarebbe quella di utilizzare gli strumenti di modifica genetica per alterare i geni delle cellule beta in modo da consentire loro di “nascondersi” al sistema immunitario dopo l’impianto“.
Millman ha detto che se le cellule beta derivate dalle cellule staminali si riveleranno sicure ed efficaci per le persone con diabete, il suo metodo di produzione delle cellule potrebbe essere accelerato su scala industriale. Nel suo laboratorio da solo, il suo team è in grado di crescere e sviluppare più di un miliardo di cellule beta in poche settimane.
