Ricerca

La ricerca potrà trattare il diabete di tipo I ingegnerizzando le isole pancreatiche al di fuori del corpo

Dr. Banerjee (a destra) con lo specializzando Dr Thomas Richardson.

DIABETEASY per partecipare clicca qui

Piccoli pacchetti di cellule chiamati isolotti diffuse in tutto il pancreas consentono all’organo di produrre insulina. Il diabete di tipo 1, noto anche come diabete giovanile, è causato dall’eliminazione di queste isole da parte del sistema immunitario. I pazienti devono assumere giornalmente l’insulina per cercare di mantenere lo zucchero nel sangue all’interno di una gamma accettabile, se si sviluppa troppo zucchero nel flusso sanguigno questi provoca l’iperglicemia, la chetoacidosi diabetica e, se non trattata, può portare anche a gravi conseguenza tra cui il decesso. I pazienti devono auto-regolare il loro zucchero nel sangue per tutta la loro vita, a meno che non ci sia un modo per ripristinare gli isolotti pancreatici.

Per esplorare tale potenziale, la National Science Foundation ha finanziato uno studio multiuniversitario condotto dai ricercatori dell’Università di Pittsburgh Swanson School of Engineering che stanno studiando l’uso di cellule staminali pluripotenti umane (hPSC) per ingegnerizzare le isole pancreatiche in laboratorio. Uno degli obiettivi principali della ricerca è quello di sviluppare un metodo di vascolarizzazione delle isole in vitro “letteralmente in provetta”, e gli studi suggeriscono che porteranno ad una maggiore vitalità e migliorata funzionalità dopo il trapianto.
“Questo è il primo tentativo di generare in vitro isolotti pancreatici vascolarizzati organoidi da hPSC”, spiega Ipsita Banerjee, professore associato di ingegneria chimica alla Pitt e principale investigatore dello studio. “Attraverso gli sforzi di collaborazione, abbiamo sviluppato un metodo per impiantare frammenti di vasi sanguigni nelle isole. Vascolarizzando gli isolotti prima di essere trapiantati nel corpo, è assai più probabile che sopravvivano e possano iniziare a regolare più rapidamente il glucosio nel sangue”.
Le isole pancreatiche hanno un’elevata domanda di ossigeno. Una volta dentro il corpo, necessitano di connettersi velocemente alle navi ospitanti, altrimenti iniziano a morire e perdono la loro capacità di regolare i livelli di glucosio nel sangue. I ricercatori hanno iniziato a cercare nuove tecniche per velocizzare la vascolarizzazione dopo che i test hanno iniziato a mostrare un’alta vascolarità, in ultima analisi ha migliorato l’esito del trapianto.
Oltre a sviluppare isolotti vascolarizzati all’interno del laboratorio, lo studio denominato:  “Costruire un isolotto vascolarizzato £D funzionale organoide da cellule staminali pluripotenti ” -utilizzando un sistema idrogel per creare una configurazione colturale cellulare tridimensionale che imita il modo in cui il corpo forma le cellule pancreatiche naturalmente.
“L’idrogel è come un ponteggio e aiuta a configurare le celle in uno spazio 3D”, dice il dottor Banerjee. “Lo status quo è lo hQCs organizzato in maniera casuale in configurazioni incontrollate con diverse dimensioni e struttura, ma usando l’idrogel sviluppato dal nostro collaboratore nello stato dell’Arizona, possiamo creare un’architettura precisa e multicellulare chiamata” sferoidi “. A differenza di una coltura 2D coltivata in un piatto di Petri, i sferoidi delle isole cresciuti sull’idrogel sembrano uguali a quelle fatti dal corpo “.
Anche se la ricerca del Dr. Banerjee influenzerà maggiormente la terapia cellulare per i diabetici, la creazione di una procedura per lo sviluppo di isole lavoratrici al di fuori del corpo potrebbe anche servire come strumento prezioso per testare l’efficacia e la tossicità di nuovi composti di farmaci per la malattia pancreatica. Le implicazioni generali della vascolarizzazione in vitro delle cellule si mostrano ancora più promettenti.
“I principi che stanno dietro alla progettazione della vascolarizzazione prima del trapianto si applicano a qualsiasi tipo di tessuto, non solo il pancreas”, dice Banerjee. “Anche quando gli isole dei donatori vengono utilizzati per un trapianto, una frazione delle isole sopravvive alla procedura. Ci aspettiamo che le misure avanzate che stiamo prendendo in laboratorio, prima che le nuove cellule entrino nel corpo del paziente, possano avere una forte applicazione per la prossima generazione di medicina rigenerativa.”