Diabete di tipo 1, cellule staminali trasformate in cellule del pancreas che producono insulina

Abstract grafico (credito: DOI: 10.1016/j.stemcr.2021.07.021 : Stem Cell Reports)

Ancora un nuovo, interessante progresso è stato ottenuto con le cellule staminali. I ricercatori, utilizzando proprio le cellule staminali, sono riusciti a creare cellule beta pancreatiche produttrici di insulina. Potrebbe essere un progresso non di poco conto per il diabete di tipo 1. Le persone che soffrono di questa tipologia di diabete, infatti, vedono le cellule beta del pancreas, molto importanti perché producono insulina, essere distrutte dal corpo umano stesso che tende, a volte, ad attaccare le proprie cellule. Se non gestito, il diabete di tipo 1 può aggravarsi e può essere anche fatale. La gestione, di solito, avviene con iniezioni di insulina o comunque con dispositivi per immettere insulina dall’esterno nel corpo per tenere sotto controllo i livelli di zucchero.[1]

Nuovo processo per creare cellule beta pancreatiche

Come spiega Xiaojun “Lance” Lian, un professore di biologia e ingegneria biomedica della Penn State che sta guidando il team di studio, è possibile convertire cellule staminali embrionali umane in cellule beta che poi producono insulina tramite una particolare processo di loro ideazione.
Questo processo può essere fatto usando piccole molecole in laboratorio, cosa che rende lo stesso processo più economico ed efficiente. Il loro approccio, infatti, prevede di ridurre o addirittura eliminare la necessità di usare cellule staminali embrionali.[1] Il processo è descritto in dettaglio in uno studio apparso su Stem Cell Reports.[2]

Ricercatori non hanno usato fattori di crescita

I ricercatori non hanno usato fattori di crescita, gruppi di proteine, per manipolare in laboratorio le cellule staminali e trasformarle in altre tipologie di cellule. Questo approccio, infatti, è costoso e instabile.
Le cellule staminali, infatti, possono essere usate per creare altre tipologie di cellule del corpo umano, praticamente qualsiasi altro tipo di cellula. L’idea di fondo è dunque quella di convertire le cellule staminali in cellule beta pancreatiche e poi trasferire le stesse cellule ai pazienti in modo da poter curare il diabete, come spiega lo stesso Lian. [1]

Mediatore molecolare completamente nuovo

“Nel 2012, il nostro team ha scoperto un mediatore molecolare completamente nuovo in grado di differenziare le cellule staminali allo stadio di mesoderma o endoderma, che sono punti di sviluppo sulla via della maturazione delle cellule”, spiega ancora Lian, che invece ha utilizzato nuove piccole molecole organiche. “Queste piccole molecole sono molto più economiche e molto più stabili dei fattori di crescita e potremmo ancora emulare l’effetto dei fattori di crescita per differenziare le cellule staminali in uno stadio intermedio”.
Le molecole organiche usate dai i ricercatori sono facili da produrre in laboratorio e da immagazzinare. Queste molecole contengono un composto chimico denominato CHIR99021 (CHIR) ed attivano la via di segnalazione denominata Wnt, cosa che permette ai ricercatori di trasformarle in cellule beta pancreatiche mature. [1]

Ottimizzare con estrema precisione la concentrazione di CHIR

Il segreto sta nell’ottimizzare con estrema precisione la concentrazione di CHIR, come spiega Yuqian Jiang, studente di dottorato in ingegneria biomedica che opera nel laboratorio di Lian e che è l’autore principale dello studio: “Sappiamo che il CHIR è importante per la differenziazione delle cellule staminali, ma altri potrebbero testare solo una concentrazione fuori bersaglio di questa sostanza chimica e pensare che non funzioni affatto. Abbiamo testato tutte le possibili concentrazioni e trovato quella precisa per differenziare le cellule staminali in cellule endodermiche.”[1]

Note e approfondimenti

  1. Penn State Engineering: Researchers use stem cells to make insulin-producing pancreatic beta cells (IA)
  2. Generation of pancreatic progenitors from human pluripotent stem cells by small molecules: Stem Cell Reports (IA) (DOI: 10.1016/j.stemcr.2021.07.021)

Note e approfondimenti

  1. Generation of pancreatic progenitors from human pluripotent stem cells by small molecules: Stem Cell Reports (IA)

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