Per decenni, i ricercatori hanno cercato di duplicare la funzione delle cellule beta che non funzionano correttamente nei pazienti con diabete. Ora, i ricercatori della University of North Carolina a Chapel Hill e North Carolina State University hanno messo a punto un’altra opzione: un patch sintetico pieno di cellule beta naturali che possono secernere dosi di insulina per controllare i livelli di zucchero nel sangue a richiesta, senza il rischio di indurre ipoglicemia.
” La prova di concetto si basa su una tecnologia innovativa, il ‘patch insulina intelligente’ “, ha riferito lo scorso anno nei Proceedings of the National Academy of Sciences . Il patch è ricoperto di uno strato di centinaia di minuscoli aghi grandi come ciglia e riempiti di migliaia di cellule beta immagazzinate in microcapsule di alginato, un polimero biocompatibile.Questo nuovo “patch intelligente” integra gli aghi con le cellule beta in tempo reale.
Il cerotto è stato per ora sperimentato su topi di laboratorio con diabete di tipo 1 e si è dimostrato efficace per 10 ore.
Quando viene applicato sulla pelle, i microaghi penetrano nei capillari e mettono in contatto l’ambiente interno e le cellule beta esterne. Grazie a degli amplificatori del segnale di glucosio ( sostanze chimiche sensibili allo zucchero nel sangue) contenuti in microscopiche vescicole sintetiche, le cellule beta del patch riescono a “sentire” il livello di glucosio ematico e quindi a rispondere rilasciando insulina in maniera adeguata.
I risultati dello studio sono stati pubblicati in Advanced Materials .
“Questo studio fornisce una possibile soluzione al problema del rigetto che da tempo affligge gli studi sui trapianti di cellule pancreatiche nei diabetici”, ha detto l’autore senior Zhen Gu, PhD, Professore assistente presso UNC/NC State department of biomedical engineering.
Le cellule beta tipicamente risiedono nel pancreas, dove agiscono come le fabbriche che producono insulina naturale del corpo. Le persone sane, producono, conservano e rilasciano l’ormone insulina per controllare i livelli di zucchero che si accumula nel sangue dopo un pasto. Ma nelle persone con diabete, queste cellule sono danneggiate o non in grado di produrre abbastanza insulina per controllare i livelli di zucchero nel sangue.
Il diabete colpisce più di 387 milioni di persone in tutto il mondo e si prevede che il numero possa aumentare fino a 500 milioni entro il 2030. I pazienti con diabete di tipo 1 e diabete di tipo 2 avanzato, devono verificare regolarmente i loro livelli di zucchero nel sangue e iniettarsi diverse quantità di insulina, un processo che è doloroso e spesso impreciso. Iniettarsi una quantità errata di insulina può portare a complicazioni significative, come la cecità, amputazioni degli arti o anche conseguenze più disastrose, come coma diabetico e decesso.
Dal 1970, i ricercatori hanno studiato il trapianto di cellule produttrici di insulina come un trattamento alternativo per il diabete. Il primo trapianto riuscito di cellule beta umane è stato eseguito nel 1990 e da allora centinaia di pazienti diabetici hanno subito la procedura. Tuttavia, solo una piccola parte dei pazienti trattati ha raggiunto normali livelli di zucchero nel sangue. La maggior parte dei trapianti vengono rigettati e molti dei farmaci usati per sopprimere il sistema immunitario finiscono per interferire con l’attività delle cellule beta ed insulina. Più di recente, i ricercatori stanno sperimentando modi diversi per incapsulare cellule beta nelle cellule polimeriche biocompatibili che potrebbero essere impiantate nel corpo.
Ulteriori modifiche, test pre-clinici e prove cliniche sugli esseri umani saranno necessari prima che il patch possa diventare una valida opzione per i pazienti. Ma per ora, i ricercatori credono che i loro risultati forniscono una prova di principio per un approccio alternativo che potrebbe essere più sicuro e meno ingombrante rispetto alle terapie attuali.
Fonte: Advanced Materials, 2016; DOI: 10.1002/adma.201506025
