Una nuova tecnica per convertire le cellule staminali umane in cellule produttrici di insulina potrebbe essere molto promettente per i futuri trattamenti diabetici, se i risultati osservati in un esperimento con topi saranno replicati con successo nell’uomo.
In un nuovo studio i ricercatori hanno scoperto un nuovo modo per convincere le cellule staminali pluripotenti umane (hPSC) in cellule beta del pancreas che producono insulina. Quando queste cellule produttrici di insulina sono state trapiantate in topi indotti ad avere una forma acuta di diabete , le loro condizioni sono state rapidamente curate.
“Questi topi avevano un diabete molto grave con dosi di zucchero nel sangue di oltre 500 milligrammi per dl. Livelli che potrebbero essere fatali per una persona”, spiega l’ingegnere biomedico Jeffrey R. Millman della Washington University.
Quando abbiamo dato ai topi le cellule che secernono insulina, entro due settimane i loro livelli di glucosio nel sangue erano tornati alla normalità e sono rimasti così per molti mesi.
Jeffrey R. Millman
Cosa sono le cellule staminali pluripotenti umane?
Le cellule staminali pluripotenti umane sono essenzialmente cellule bianche e indifferenziate, con la capacità di diventare altri tipi di cellule che esistono in tutto il corpo. Sfruttare questo potenziale nel contesto diabetico permette ai ricercatori di escogitare modi per ottimizzare le cellule staminali umane per renderle cellule produttrici di insulina. Cellule che mancano ai diabetici, che aiutano a controllare la glicemia alta e rimanere in salute.
Gli scienziati stanno studiando come farlo da anni , riportando una serie di successi incrementali nei modelli animali man mano che aumenta la nostra comprensione dei processi alla base della manipolazione delle cellule staminali.
Anche il laboratorio di Millman è molto occupato da tempo. Nel 2016 hanno escogitato un modo per produrre cellule secernenti insulina (derivate da pazienti con diabete di tipo 1) che funzionavano in risposta al glucosio. Alcuni anni dopo, hanno imparato come aumentare il livello di secrezione di insulina nelle cellule beta pancreatiche derivate da cellule staminali.
Nuovo lavoro, ancora un’altra sfida
La nuova sfida è ridurre la quantità di cellule “fuori bersaglio” prodotte in questi processi, quando le celle vuote si differenziano in altri tipi di cellule non intenzionali. “Un problema comune quando stai cercando di trasformare una cellula staminale umana in una cellula beta che produce insulina (o un neurone o una cellula cardiaca) è che produci anche altre cellule che non vuoi”, afferma Millman.
Queste cellule “fuori bersaglio” non sono dannose, ma non sono funzionali a scopi come il controllo del glucosio, il che limita l’impatto dei trattamenti con cellule staminali.
La nuova, promettente tecnica
La nuova tecnica sembra in grado di mantenere la differenziazione cellulare sul bersaglio. Nel nuovo studio, il team ha scoperto che i fattori di trascrizione che spingono le cellule staminali a diventare cellule pancreatiche sono collegati allo stato del citoscheletro cellulare , una struttura di supporto all’interno delle cellule che agisce come una specie di scheletro, costituita da microfilamenti di varie fibre proteiche .
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Una di queste proteine si chiama actina: svolge un ruolo importante nella funzione cellulare e, a quanto pare, anche nella differenziazione cellulare.
“Siamo stati in grado di produrre più cellule beta e quelle cellule funzionavano meglio nei topi. Alcuni di loro sono rimasti sani per più di un anno”, spiega Millman. Gli animali di controllo, a cui non venivano somministrati i trapianti di cellule, finivano per morire tale era la gravità del loro diabete.
Actina, un ruolo per la differenziazione delle cellule staminali umane
Non è tutto. Le stesse manipolazioni citoscheletriche hanno anche mostrato il potenziale per controllare meglio la differenziazione di altri tipi di cellule, tra cui fegato, esofago, stomaco e cellule intestinali, affermano i ricercatori. Questa tecnica potrebbe migliorare i trattamenti con cellule staminali per altri tipi di patologie, non solo per il diabete.
Naturalmente, non possiamo ancora curarci, dato che il nuovo metodo è stato finora testato solo sugli animali; come sottolineano i ricercatori, siamo ancora lontani dall’applicazione clinica sull’uomo di questo tipo di trattamento sperimentale.
Detto questo, i risultati sono sicuramente promettenti e potrebbero indicare la strada per un futuro in cui potremo farlo.
I risultati sono riportati su Nature Biotechnology .
