Ricerche

Passo da gigante nel diabete: staminali diventano cellule beta che producono insulina

Passo da gigante contro il diabete: cellule staminali diventano cellule beta produttrici di insulinaCellule beta derivate da cellule staminali umane che hanno formato gruppi di isole in un topo. Le cellule sono state trapiantate alla capsula renale. Questa foto è stata scattata due settimane più tardi. Le cellule beta stanno producendo insulina, curando il diabete nel topo.

Ricercatori sulle cellule staminali di Harvard hanno annunciato ieri di aver fatto un enorme passo avanti nella ricerca di una cura veramente efficace per il diabete di tipo 1, una malattia che colpisce circa 3 milioni di americani con un costo di 15 miliardi di dollari all'anno.


Avendo le cellule staminali embrionali umane come punto di partenza, gli scienziati sono riusciti per la prima volta a produrre cellule beta produttrici di insulina umana, equivalenti quasi in tutto a cellule beta normali, nella quantità massiccia necessaria per il trapianto di cellule e per scopi farmaceutici.


Doug Melton, che ha guidato il lavoro, ha detto che spera di iniziare nel giro di pochi anni gli esperimenti di trapianti umani usando queste cellule. Ventitré anni fa, quando suo figlio Sam appena nato ha avuto la diagnosi di diabete di tipo 1, Melton ha dedicato la sua carriera alla ricerca di una cura per la malattia. "Ora siamo solo ad un passo preclinico di distanza dal traguardo", ha detto Melton, la cui figlia Emma ha anch'essa il diabete di tipo 1.


Una relazione sul nuovo lavoro è stata pubblicata ieri sulla rivista Cell, con co-primi autori Felicia W. Pagliuca, Jeff Millman e Mads Gurtler del laboratorio di Melton e la partecipazione di un laureando di Harvard.


"Non sai mai per certo se qualcosa di simile funzionerà fino a quando non l'hai testato in molti modi"
, ha detto Melton, Professore «Xander» della Harvard University e ricercatore dell'Howard Hughes Medical Institute. "Abbiamo sfidato in tre modi separati queste cellule con glucosio nei topi, e hanno risposto in modo appropriato; ciò è stato davvero emozionante". "E' stato gratificante sapere che siamo riusciti a fare qualcosa che abbiamo sempre pensato fosse possibile", ha continuato, "ma molte persone credevano che non avrebbe funzionato. Se avessimo dimostrato che questo non era possibile, allora avrei dovuto rinunciare a tutto questo approccio. Ora sono davvero motivato".


Le cellule beta derivate da cellule staminali sono in fase di sperimentazione su modelli animali, compresi i primati non umani, ha detto Melton.


Elaine Fuchs, professore «Rebecca C. Lancefield» della Rockefeller University, e dell'Howard Hughes Medical Institute, che non era coinvolta nel lavoro, ha salutato questo risultato come "uno dei più importanti progressi fatti fino ad oggi nel campo delle cellule staminali, e mi unisco alle molte persone in tutto il mondo nell'applaudire il mio collega per questo risultato straordinario. Per decenni i ricercatori hanno cercato di generare cellule beta pancreatiche umane che potrebbero essere coltivate e durare a lungo in condizioni da produrre insulina. Melton e i suoi colleghi hanno ora superato questo ostacolo e hanno aperto la porta alla scoperta di nuovi farmaci e alla terapia di trapianto nel diabete".


Jose Oberholzer, professore associato di chirurgia, endocrinologia, diabete e bioingegneria alla University of Illinois di Chicago e direttore del programma di trapianto isolotto e pancreas e capo della Divisione di Trapianti, ha detto che questo lavoro "lascerà un segno nella storia del diabete. Doug Melton ha passato una vita di duro lavoro alla ricerca di un modo di generare cellule insulari umane in vitro. C'è riuscito. Questo è un risultato fenomenale".


Melton, che è anche co-direttore scientifico dell'Harvard Stem Cell Institute e della Facoltà Cellule Staminali e Biologia Rigenerativa dell'Università (entrambi creati dieci anni dopo l'inizo della sua missione) ha detto che quando l'ha detto a suo figlio e a sua figlia questi sono rimasti sorprendentemente calmi. "Penso che, come tutti i ragazzi, abbiano sempre pensato che se ho detto che lo facevo, lo avrei fatto", ha detto con un sorriso autoironico.


Il diabete di tipo 1 è una malattia metabolica autoimmune in cui il corpo uccide le cellule beta pancreatiche che producono l'insulina necessaria per la regolazione del glucosio nel corpo. Quindi la fase preclinica finale nello sviluppo di un trattamento deve cercare di proteggere dagli attacchi del sistema immunitario i circa 150 milioni di cellule che dovrebbero essere trapiantate in ciascun paziente trattato.


Doug MeltonDoug Melton Melton (foto a destra) sta collaborando per sviluppare un dispositivo di impianto per proteggere le cellule con Daniel G. Anderson, Professore «Samuel A. Goldblith» di Biologia Applicata, professore associato al dipartimento di ingegneria chimica dell'Istituto di Ingegneria Medica e della Scienza all'Istituto Koch del MIT.


Melton ha detto che il dispositivo che Anderson ed i suoi colleghi del Massachusetts Institute of Technology stanno testando sta ancora proteggendo da molti mesi le cellule beta impiantate nei topi dall'attacco immunitario. "Stanno ancora producendo insulina", ha detto Melton. Il trapianto cellulare come trattamento per il diabete è ancora essenzialmente sperimentale, utilizza le cellule dei cadaveri, richiede l'uso di potenti farmaci immunosoppressivi, ed è disponibile solo per un piccolo numero di pazienti.


Anderson ha detto che il nuovo lavoro del laboratorio di Melton è "un progresso incredibilmente importante per il diabete. Non c'è dubbio che la capacità di generare cellule beta umane reattive al glucosio, attraverso la differenziazione controllata di cellule staminali, accelererà lo sviluppo di nuove terapie. In particolare, questo progresso apre le porte ad una fornitura essenzialmente illimitata di tessuti per i pazienti diabetici in attesa di terapia cellulare".

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Un flacone rotante (contenente supporti di coltura rossa, le cellule e un'asta di mescolamento
magnetica) è posto sopra un agitatore magnetico. Le immagini ingrandite mostrano come
cellule singole crescono rapidamente in gruppo. (Credit: Mikey Segel)

 

 

 

 


Fonte:  B. D. Colen in materials provided by Harvard University(> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti:  Felicia W. Pagliuca, Jeffrey R. Millman, Mads Gürtler, Michael Segel, Alana Van Dervort, Jennifer Hyoje Ryu, Quinn P. Peterson, Dale Greiner, Douglas A. Melton. Generation of Functional Human Pancreatic β Cells In Vitro. Cell, 2014; 159 (2): 428 DOI: 10.1016/j.cell.2014.09.040

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