Ricerca
Create cellule precursori delle isole pancreatiche
A cura di Linda Possanzini
I ricercatori del National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (NIDDK), uno degli istituti che fanno parte del National Institutes of Health (NIH), sono riusciti ad indurre la regressione delle cellule produttrici d’insulina in cellule precursori delle isole pancreatiche. Queste cellule precursori sono in grado di svilupparsi e di differenziarsi in modo naturale ed efficiente in agglomerati di cellule simili alle isole pancreatiche. Questo lavoro potrà essere d’aiuto per chiarire il naturale ciclo vitale delle cellule beta ed eventualmente potrà anche essere utilizzato nella ricerca di una cura per il diabete.
Le cellule beta responsabili della produzione d’insulina si trovano in agglomerati sferici noti come isole pancreatiche. I ricercatori hanno dimostrato che le cellule beta nascono, muoiono, e vengono rimpiazzate da altre cellule dello stesso tipo durante tutto l’arco della vita di un essere umano, tuttavia si sa ben poco su come avvenga questo processo. I risultati di questo studio potranno essere eventualmente utilizzati per i trapianti d’isole, un trattamento ancora in fase sperimentale per il diabete di tipo 1.
“Si tratta senza dubbio di un gran passo avanti in questo campo, ma siamo ancora ben lontani dall’utilizzare le conoscenze acquisite per sviluppare una cura per il diabete, ” dice il principale autore dello studio il Dott. Marvin C. Gershengorn, Direttore Scientifico della Divisione di Ricerca Intramurale del NIDDK e capo dell’Institute Clinical Endocrinology Branch. “Per prima cosa queste cellule differenziate non si comportano esattamente come quelle originali, perché non producono abbastanza insulina e non sono in grado di far fronte ai cambiamenti ambientali. Inoltre queste cellule sono state coltivate in vitro e non in vivo perciò non sono impiantabili nell’uomo così come sono. Nonostante ciò, sono veramente fiducioso.”
I ricercatori hanno prelevato delle isole dal pancreas di un donatore cadavere, prima che venisse eseguito il trapianto d’isole, e le hanno poste in vitro con un siero fetale d’origine bovina. Dopo 17 giorni si sono ottenute delle cellule nella loro forma d’origine, cioè come cellule precursori non ancora in grado di produrre insulina.
Queste nuove cellule, chiamate isole pancreatiche derivate da cellule precursori (hlPCs), si riproducono con gran facilità. I ricercatori hanno osservato che le hlPCs presentano un notevole potenziale proliferativo, duplicandosi in gran numero ogni 60 ore, ed in circa 90 giorni aumentano di quasi un miliardo di volte. Non si tratta di cellule staminali, ma queste cellule precursori sono delle cellule transitorie poiché hanno origine dalle isole pancreatiche. Gli autori fanno notare che questo dato non preclude l’eventuale esistenza di cellule staminali pancreatiche, come tuttavia ancora non è stato scoperto.
“Sappiamo che queste isole si rigenerano” dice Gershengorn. “quando le vecchie isole muoiono, il pancreas ne produce delle altre per rimpiazzarle. Perciò, riteniamo, che vi debbano essere delle cellule nel pancreas in grado di riprodursi e di differenziarsi perfettamente in cellule che producono insulina od anche isole intatte. La sfida sta appunto nell’identificarle e nel farle funzionare”.
Dopo essere riusciti ad isolare un significativo numero di hlPCs e dopo aver mostrato che sono altamente proliferative, i ricercatori hanno voluto vedere se fosse possibile invertire il processo inducendo le nuove cellule a divenire nuovamente produttrici d’insulina. Nella seconda parte del loro studio, i ricercatori hanno posto le colture di hlPCs senza un siero. Si è osservato un mutamento graduale ed altamente efficiente da precursori hlPCs a cellule epiteliali simile ad aggregati cellulari per un periodo di diverse settimane. Gli aggregati cellulari producono insulina ed altri ormoni, ma a livelli molto inferiori a quelli delle isole pancreatiche – circa lo 0.02% del livello dell’insulina prodotta dalle isole sane. Inoltre, le cellule simili alle isole hanno mostrato di possedere molte caratteristiche delle originali cellule beta. “Sembra, dunque, che le hlPCs siano predeterminate a ritornare cellule che producono insulina sotto minime condizioni in vitro”, aggiunge Gershengorn.
Uno degli obiettivi del NIDDK per la ricerca a lungo termine sul diabete è quello di comprendere meglio le cellule beta e come queste si rigenerino. I dati ottenuti con questo studio potranno probabilmente essere utilizzati per i trattamenti del diabete, incluso il trapianto d’isole. Questo tipo di trattamento consiste nell’infusione d’isole prelevate dal pancreas di un donatore cadavere in un soggetto con diabete di tipo 1 con complicanze. La speranza è che alcune delle isole trapiantate sopravvivano nel pancreas e continuino a produrre insulina. L’ostacolo maggiore di questa terapia sta nell’insufficiente numero di donatori di pancreas disponibili ogni anno ed il gran numero di isole necessarie per il trapianto. Il NIDDK sta concentrando la sua ricerca sulla comprensione delle cellule beta e della loro rigenerazione e sullo sviluppo di fonti alternative di cellule beta.
I ricercatori sperano che gli studi futuri avvaloreranno i risultati da loro ottenuti e che questi saranno d’aiuto per trovare una risposta ad alcuni dubbi. Per esempio, i ricercatori stanno progettando di condurre degli studi per definire le condizioni ambientali ottimali per crescere delle cellule precursori e per stimolarle a differenziarsi in cellule secernenti insulina. Il loro obiettivo è quello di sviluppare un ambiente cellulare il più simile possibile all’ambiente naturale di un pancreas sano. Un’altra sfida è quella di sviluppare un mezzo di coltura che non sia d’origine animale, cosicché le cellule cresciute in laboratorio possano essere trapiantate nei soggetti con minimi rischi causati dagli effetti collaterali.
Tratto da: ScienceDaily - Fonte: NIH/National Institute Of Diabetes And Digestive And Kidney Diseases
Traduzione e adattamento a cura di Linda PossanziniData ultimo aggiornamento: Martedì, 21 Dicembre 2004 6:30:00
URL: http://www.progettodiabete.org/news/2004/n2004_082.html