Immagine, un germoglio pancreatico embrionale coltivato ex vivo: il trattamento con l’inibitore YAP Verteporfin ha portato a una maggiore differenziazione endocrina (rosso e verde). Credit © DanStem.
Diabete di tipo 1, gli scienziati dell’ Helmholtz Zentrum Munchen, hanno scoperto i segnali che determinano il destino delle cellule immature nel pancreas.
La ricerca mostra che queste cellule sono molto mobili e che il loro destino è fortemente influenzato dal loro ambiente immediato. Questa scoperta pubblicata sulla rivista Nature, faciliterà la produzione di cellule delle isole pancreatiche da cellule staminali e potrebbe aiutare a combattere il diabete di tipo 1. Il Prof. Dr. Henrik Semb, che ha guidato lo studio, si è recentemente unito all’ Helmholtz Zentrum München.
Qui il link per vedere Henrik Semb che spiega in poche parole lo studio: https: /
Il diabete di tipo 1 è una malattia autoimmune che distrugge le cellule beta produttrici di insulina nel pancreas del paziente. Gli attuali approcci per terapie sostitutive mirano a generare cellule beta produttrici di insulina da cellule staminali pluripotenti umane. Fino ad ora, l’ingegneria di cellule specializzate da cellule staminali pluripotenti si basava in gran parte sulla conoscenza empirica di ciò che funziona.
“Siamo ora in grado di mappare il segnale che determina se le cellule progenitrici pancreatiche diventeranno endocrine, come le cellule beta produttrici di insulina o le cellule del dotto“, afferma il Prof. Dr. Henrik Semb. che è Direttore dell’Istituto di ricerca sulle cellule staminali presso Helmholtz Zentrum München, nonché Professore e Direttore esecutivo del Centro Novo Nordisk per la biologia delle cellule staminali (DanStem) presso l’Università di Copenaghen.
“Le cellule sono analoghe ai flipper, il cui punteggio finale si basa sulla somma degli incontri pin, che si muovono costantemente all’interno del pancreas in via di sviluppo, portando a frequenti cambiamenti ambientali. Vediamo che l’esposizione a specifiche componenti della matrice extracellulare determina il destino finale delle cellule “, spiega Semb.
Vedi anche, Diabete di tipo 1: dopo sette anni, la produzione di insulina si stabilizza.
La matrice determina il destino
Le cellule progenitrici sono simili alle cellule staminali in quanto possono auto-rinnovarsi e differenziarsi in tipi di cellule mature. Tuttavia, la loro capacità di auto-rinnovamento è generalmente limitata rispetto a quella delle cellule staminali. Il comportamento dinamico dei progenitori durante la formazione degli organi li rende difficili da studiare. Per superare questo ostacolo, lo scienziato ha seminato progenitori derivati da cellule staminali umane su vetrini micropatternati con diverse proteine della matrice. Utilizzando questo approccio, i ricercatori potrebbero studiare come ogni progenitore, senza l’influenza delle cellule vicine, reagisce all’ambiente circostante. “Questo ci ha permesso di scoprire qualcosa di molto sorprendente. La nostra indagine ha rivelato che le interazioni con differenti componenti della matrice extracellulare cambiano lo stato di forza meccanica all’interno del progenitore.
Le cellule endocrine pancreatiche comprendono tutte le cellule produttrici di ormoni, come le beta cellule produttrici di insulina e le cellule alfa che producono glucagone, all’interno dell’isolotto di Langerhans, mentre le cellule del dotto sono cellule epiteliali che rivestono i dotti del pancreas.
“Gli esperimenti dimostrano che l’esposizione alla laminina della matrice extracellulare istruisce le cellule progenitrici verso un destino endocrino riducendo le forze meccaniche all’interno delle cellule, viceversa, l’esposizione alla fibronectina determina un destino del condotto a causa dell’aumento delle forze meccaniche“.
Il meccanismo facilita lo sfruttamento
Attraverso le analisi dettagliate dei due primi autori di DanStem Drs. Anant Mamidi e Christy Prawiro i ricercatori hanno quindi scoperto i dettagli molecolari della rispettiva via di segnalazione * e sono stati persino in grado di convalidare la rilevanza fisiologica in vivo durante lo sviluppo del pancreas.
“Ora possiamo sostituire un numero significativo di sostanze derivate empiricamente, la cui modalità di azione negli attuali protocolli di differenziazione allo stato dell’arte è in gran parte sconosciuta, con piccoli inibitori di molecole che prendono di mira componenti specifici della nuova via di meccanosignalling identificata”, spiega Henrik Semb .
Con questa nuova strategia, le cellule beta produttrici di insulina possono ora essere prodotte in modo più economico e robusto da cellule staminali pluripotenti umane per trattamenti futuri contro il diabete.
“La nostra scoperta apre nuovi orizzonti perché spiega come le cellule progenitrici multipotenti maturino in diversi tipi di cellule durante la formazione di organi”, afferma Semb. “Ci fornisce anche gli strumenti per ricreare i processi in laboratorio, per ingegnerizzare più precisamente le cellule che vengono perse o danneggiate in gravi malattie, come il diabete di tipo 1 e le malattie neurodegenerative, per future terapie di sostituzione cellulare”.
Fonte, Helmholtz Zentrum Munchen
