Dagli USA la ricetta per la produzione di cellule che secernono insulina con maggiore efficienza. Si tratta per ora di sperimentazioni precliniche
Potremo usare le cellule staminali per produrre le cellule B delle isole del Langerhans e far si che producano insulina, curando così il diabete? La domanda rimbalza da molto tempo nella mente degli scienziati di tutto il mondo e, oggi, potrebbe trovare risposta affermativa grazie ai risultati di uno studio americano pubblicati sulla rivista Stem Cell Reports.
Una delle sfide più avvincenti per i moderni ricercatori è rappresentata proprio dalla cura del diabete, una patologia cronica che, secondo le ultime stime, affligge più di 400 milioni di persone nel mondo. La più evidente causa di diabete è la carenza di insulina, l’ormone deputato ad aumentare le riserve di glucosio, togliendolo dal circolo ematico. Nei decenni scorsi una delle vie per il trattamento del diabete consisteva nella sintesi di insulina bovina o porcina da iniettare in soggetti umani. Purtroppo, le difficoltà di produzione e la formazione di anticorpi contro questa versione dell’insulina, ritenuta estranea dall’organismo, hanno reso questo approccio obsoleto, lasciando spazio alle moderne tecnologie del DNA ricombinante, grazie alle quali l’insulina viene sintetizzata nei batteri.
È, invece, un approccio del tutto innovativo quello che intende sfruttare la capacità delle cellule staminali pluripotenti di tramutarsi in altre tipologie cellulari, quali le cellule B delle isole del Langerhans, situate nel pancreas, che secernono l’insulina. Una volta trapiantate nel paziente potrebbero moltiplicarsi e costituire così una riserva naturale autoctona di insulina per i pazienti diabetici. Tuttavia, gli studi fino ad ora condotti hanno messo in luce che le cellule appaiono si in grado di sintetizzare il prezioso ormone in seguito alla stimolazione prodotta dagli elevati livelli di glucosio, ma la quantità prodotta rimane bassa e i valori dei test dinamici di rilascio sono ancora insufficienti.
Quello che il dott. Jeffrey R. Millman, dell'Università di Washington a St. Louis, e i suoi colleghi devono aver pensato è che fosse necessario migliorare la ricetta di coltivazione delle cellule. Cambiando gli ingredienti le cellule avrebbero potuto essere indotte a svilupparsi nella corretta direzione, divenendo funzionalmente e fisiologicamente più efficaci a svolgere la loro mansione. I ricercatori hanno quindi messo a punto una strategia di differenziazione incentrata sulla modulazione del TGF-b (fattore di rescita trasformante b), sul controllo della dimensione del cluster cellulare e sull'utilizzo di un mezzo sierico arricchito nel quale sono immerse le colture cellulari per generare cellule B che esprimessero specifici marcatori e fossero sensibili alla stimolazione da glucosio, rispondendo con una buona secrezione dinamica di insulina.
Per la produzione di cellule B in vitro con queste caratteristiche, i ricercatori hanno preso delle cellule adulte della cute e le hanno fatte regredire, riportandole allo stadio di cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC). Fino a qui, la procedura ha seguito passaggi standardi. A questo punto, però, essi hanno cambiato gli ingredienti del mezzo di coltivazione delle cellule, usando fattori di crescita diversi da quelli dei colleghi che li hanno preceduti. Il team di Millman ha, infatti, elaborato un protocollo in 6 passaggi e usato un inibitore di tipo II di AlK5 (Alk5i) per modulare la via di segnalazione di TGF-b nel corso degli ultimi stadi della differenziazione col risultato che le cellule prodotte erano più sensibili allo stimolo glicemico e più efficienti nel fornire una risposta in termini di produzione di insulina. È stato, infatti, possibile osservare come l'inibizione di TGF-b durante lo stadio 6 riduca drasticamente la funzione di queste cellule differenziate mentre il trattamento con Alk5i durante lo stadio 5 sia necessario per ottenere un fenotipo di cellule tipo B robusto.
I ricercatori hanno dunque sviluppato un mezzo sierico arricchito per le cellule B allo stadio 6, notando sensibili miglioramenti nella produzione dell’insulina. E, per saggiare ulteriormente la fuzionalità delle cellule prodotte, essi le hanno trapiantate in topi affetti da diabete, confermando come queste cellule siano reattive al glucosio, presentino una liberazione di insulina di prima e seconda fase e rispondano a più stimoli che ne inducono la sintesi. I topi sono risultati più tolleranti al diabete e per periodi di tempo prolungati. Il prossimo obiettivo è il test sull’uomo, ma prima sarà necessario cercare il modo di proteggere le cellule dall’attacco del sistema immunitario, senza tuttavia che esse risultino bloccate e incapaci di svolgere la loro funzione.
Quello condotto da Millman e dai colleghi è uno studio importante che testimonia l’utilità e, soprattutto la potenzialità, delle cellule staminali pluripotenti indotte, ricordando al contempo come la ricerca del giusto mezzo di coltivazione possa fare la differenza per ottenere un risultato stabile e di grande efficacia.
