Un nuovo studio pubblicato sulla rivista Diabetes da Arvan e i suoi colleghi ricercatori dell’Università del Michigan ha finalmente permesso loro di vedere esattamente quanta insulina era presente nel pancreas di un animale vivente.
“Gli scienziati e medici hanno sempre voluto sapere quanta insulina una persona ha nel loro corpo, ma non sono mai stato in grado di conoscere l’importo esatto senza che il paziente fosse defunto e rimuovendone il pancreas”, spiega Peter Arvan, capo della divisione metabolismo, Endocrinologia e diabete presso l’Università del Michigan. Ma un nuovo studio pubblicato sulla rivista Diabetes da Arvan e i suoi colleghi ricercatori, infine, ha permesso a loro di vedere esattamente quanta insulina era presente nel pancreas di un animale vivente. “In passato, non c’è stata la tecnologia che ci permettesse la stessa opportunità”, dice Arvan. I ricercatori hanno modificato geneticamente in un topo la proteina che l’organismo utilizza per produrre insulina umana, chiamata proinsulina. Progettandola come proteina fluorescente, ha reagito in un certo modo, quando i ricercatori hanno fatto accendere una luce fluorescente sul pancreas del topo. Le isolette pancreatiche piccoli gruppi di cellule del pancreas che includono le beta cellule produttrici dell’insulina rimbalzano su di una particolare lunghezza d’onda della luce posteriore. La forza del segnale fluorescente indica quanta insulina è presente. I ricercatori sono stati quindi in grado di vedere, in tempo reale, quando il topo stava rilasciando la sua insulina dandogli da bere dell’acqua (glucosio). Dopo che il glucosio è entrato nello stomaco e lo zucchero nel sangue ha cominciato a salire, l’insulina è stato rilasciata in risposta e la fluorescenza veniva emessa da alcune delle isolette.
Un nuovo studio sulla rivista Diabetes da Arvan ei suoi colleghi ricercatori UM finalmente ha permesso di vedere esattamente quanta insulina era presente nel pancreas di un animale vivente. Credit: University of Michigan Health System
Quando isolate le cellule beta del pancreas sono state stimolate allo stesso modo, ed è stato possibile osservare lampi fluorescenti singoli che indicano la secrezione di piccoli pacchetti di insulina dalle cellule (vedi video allegato). Ogni flash è pensato per rilasciare tra 100.000 e 1 milione di molecole di insulina. Quando le cellule beta non sono state stimolati, il rilascio d’insulina era molto basso e non sono stati osservati lampeggiamenti, indicando che la quantità di fluorescenza liberata dalle cellule beta è proporzionale alla quantità di insulina rilasciata.
“Abbiamo potuto vedere le risposte in specifiche isole pancreatiche nel momento del rilascio dell’insulina nel sangue”, dice Arvan. “Sorprendentemente, solo una piccola frazione delle isole pancreatiche mostrano una risposta maggiore al glucosio, mentre il resto delle isole sembrava rimanere in gran parte inattivo.”
Questo sorprendente risultato implica che alcuni isolotti rappresentano una prima linea del corpo di difesa contro l’iperglicemia, un’osservazione che prima di questo studio non era mai stato fatta.
“Forse solo dopo che abbiamo perso i nostri primi isolotti risponditori sono stati reclutati isolotti di backup per fornire insulina”, dice Arvan.
Egli aggiunge come lo studio ha potenziali implicazioni cliniche che potrebbero aiutare i pazienti con il diabete.
“Il fatto che
non tutte le isole sono uguali può fornire qualche speranza per il futuro di attivare questi isolotti di backup per combattere il diabete”, dice Arvan.
“E’ stato un Santo Graal per cercare di guardare dentro di una persona vivente il pancreas e quanta insulina risponde nel soggetto”, aggiunge Arvan. “Questo studio è un primo passo importante ed emozionante per capire quanta insulina pancreatica può essere prodotta e secreta in ambito clinico.”