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Cellule pancreatiche che producono insulina create a partire dalle cellule della pelle umana

Insulina

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Gli scienziati del Gladstone Institute  e dell’Università della California, San Francisco (UCSF) hanno con successo trasformato le cellule della pelle umana in cellule pancreatiche completamente funzionali. Le nuove cellule producono insulina in risposta ai cambiamenti nei livelli di glucosio, e, quando trapiantati in topi, le cellule proteggono gli animali dal sviluppare diabete in un modello murino di malattia.

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Il nuovo studio, pubblicato sul numero odierno de Nature Communications, presenta anche significativi progressi nella tecnologia di riprogrammazione cellulare, che permette agli scienziati di scalare in modo efficiente la produzione delle cellule pancreatiche e fare migliaia di miliardi di cellule bersaglio in modalità controllata e graduale. Questo risultato apre la porta per la modellazione delle malattie e lo screening dei farmaci e porta la terapia cellulare personalizzata a fare un passo avanti per i pazienti con diabete.

“I nostri risultati dimostrano per la prima volta che le cellule adulte della pelle umana possono essere utilizzate per generare in modo efficiente e rapido cellule pancreatiche funzionali che si comportano simili alle cellule beta umane”, dice Matthias Hebrok, PhD, direttore del Diabetes Center presso la UCSF e un coautore dello studio. “Questa scoperta apre la possibilità per l’analisi delle proprietà delle cellule beta pancreatiche in specifici pazienti e l’ottimizzazione degli approcci della terapia cellulare”.

Nello studio, gli scienziati prima hanno utilizzato molecole genetiche farmaceutiche e riprogrammato cellule della pelle in cellule endoderma-primarie, cellule progenitrici dello sviluppo che sono già state designate a maturare in un certo numero di differenti tipi di organi. Con questo metodo, le cellule non devono essere prese lungo tutta la strada fino ad uno stato di cellule staminali pluripotenti, cioè gli scienziati le possono trasformare in cellule pancreatiche più velocemente. I ricercatori hanno utilizzato una procedura simile in precedenza per creare cuore, cervello, e cellule del fegato.

Dopo sono state aggiunte altre quattro molecole, le cellule endoderma divise rapidamente, permettono l’espansione per più di un trilione volte. Criticamente, le cellule non presentavano alcuna evidenza di formazione del tumore, e hanno mantenuto la loro identità di cellule organo-specifiche iniziali.

Gli scienziati hanno fatto  poi progredire queste cellule endoderma con altri due passi, dapprima in cellule precursive pancreatiche, e poi in cellule beta pancreatiche completamente funzionali. Soprattutto, queste cellule proteggevano i topi dallo sviluppare il diabete in un modello di malattia, avendo la capacità critica di produrre insulina in risposta a variazioni dei livelli di glucosio.

“Questo studio rappresenta la prima creazione con successo di cellule che producono insulina umana pancreatica beta secondo un metodo di riprogrammazione cellulare diretta”, spiega il primo autore Saiyong Zhu, PhD, un ricercatore post-dottorato (specializzando) presso l’Istituto di Gladstone nella malattia cardiovascolare.

Sheng Ding, PhD, un ricercatore senior al Stem Cell Center Roddenberry a Gladstone e co-autore senior dello studio, aggiunge: “Questo nuovo paradigma nella riprogrammazione ed espansione cellulare è più sostenibile e scalabile rispetto ai metodi precedenti. Con questo approccio, la produzione di cellule può essere massicciamente aumentata, pur mantenendo il controllo di qualità in più passaggi. Questa procedura assicura maggiore regolamentazione nel processo di produzione di nuove cellule. Ora possiamo generare numeri praticamente illimitati di cellule pancreatiche che producono insulina in corrispondenza del paziente. ”

Fornito da Gladstone Institutes

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