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Aumentare gli effetti della vitamina D per combattere il diabete

Aattivazione della progressione del diabete di tipo 2 sui dossi della vitamina D in modelli animali. A sinistra: cellule B insulino-positive (rosse) danneggiate in un pancreas diabetico di topo. A destra: cellule B (rosse) sono state protette in un pancreas diabetico di topo trattato con una combinazione di un attivatore di vitamina D e inibitore di BRD9. Credito: Istituto Salk

Più di 27 milioni di persone negli Stati Uniti vivono con il diabete di tipo 2, secondo i Centers for Disease Control and Prevention. Man mano che la popolazione invecchia e una percentuale crescente di persone diventa sovrappeso o obesa, il numero dovrebbe aumentare.

In un articolo pubblicato il 10 maggio 2018, in Cell, i ricercatori del Salk Institute riportano un potenziale nuovo approccio per il trattamento del diabete proteggendo le cellule beta – le cellule del pancreas che producono, immagazzinano e rilasciano l’insulina ormonale. Quando le cellule beta diventano disfunzionali, il corpo non può produrre insulina per controllare la glicemia (glucosio) e i livelli di glucosio possono salire a valori pericolosi, anche mortali.

Gli investigatori hanno raggiunto il loro obiettivo utilizzando una fonte inaspettata: vitamina D. La vitamina D nelle cellule e nei modelli murini si è rivelata utile nel trattamento delle cellule beta danneggiate. Ha inoltre fornito nuove informazioni sulla regolazione genica che potrebbero essere applicate nello sviluppo di trattamenti per altre malattie, incluso il cancro.

“Sappiamo che il diabete è una malattia causata da infiammazione”, spiega l’autore senior Ronald Evans, un ricercatore dell’Howard Hughes Medical Institute e detentore della cattedra di March of Dimes di Salk in Biologia molecolare e dello sviluppo. “In questo studio, abbiamo identificato il recettore della vitamina D come un importante modulatore dell’infiammazione e della sopravvivenza delle cellule beta.”

Da sinistra: (prima fila) Nanhai He, Gabriela Estepa, Ron Evans e Ruth Yu; (ultima fila) Eiji Yoshihara, Michael Downes, Weiwei Fan e Zong Wei. Credito: Istituto Salk

Utilizzando cellule beta create da cellule staminali embrionali , i ricercatori sono stati in grado di identificare un composto, iBRD9, che sembrava migliorare l’attivazione del recettore della vitamina D quando era combinato con la vitamina D per migliorare la sopravvivenza delle cellule beta. Il team ha compiuto passaggio questo conducendo un test di screening per cercare composti che migliorassero la sopravvivenza delle cellule beta su lastra. Hanno quindi testato la combinazione in un modello murino di diabete e dimostrato che poteva riportare il glucosio a livelli normali negli animali.

“Questo studio è iniziato guardando al ruolo della vitamina D nelle cellule beta”, dice Zong Wei, un ricercatore associato al Gene Expression Laboratory del Salk e al primo autore dello studio. “Gli studi epidemiologici condotti su pazienti hanno suggerito una correlazione tra elevate concentrazioni di vitamina D nel sangue e un minor rischio di diabete, ma il meccanismo sottostante non è stato ben compreso, è stato difficile proteggere le cellule beta con la sola vitamina. ”

Il processo sottostante ha a che fare con la trascrizione: il modo in cui i geni vengono tradotti in proteine. La combinazione del nuovo composto con la vitamina D ha permesso di esprimere determinati geni protettivi a livelli molto più elevati rispetto a quelli delle cellule malate.

“L’attivazione del recettore della vitamina D può innescare la funzione antinfiammatoria dei geni per aiutare le cellule a sopravvivere in condizioni di stress”, afferma Michael Downes, uno scienziato dello staff del Salk e autore corrispondente. “Usando un sistema di screening che abbiamo sviluppato in laboratorio, siamo stati in grado di identificare un pezzo importante di quel puzzle che consente la super-attivazione del percorso della vitamina D”.

Le implicazioni della scoperta possono avere risvolti di vasta portata: identifica un meccanismo di base che può essere tradotto in molti bersagli farmacologici diversi in clinica.

“In questo studio, abbiamo esaminato il diabete, ma poiché questo è un recettore importante potrebbe potenzialmente essere universale per tutti i trattamenti in cui è necessario aumentare l’effetto della vitamina D”, aggiunge Ruth Yu, un ricercatore del Salk e uno dei autori. “Ad esempio, siamo particolarmente interessati a esaminarlo nel cancro del pancreas, che è una malattia che il nostro laboratorio già studia”.

Gli investigatori dicono che, anche se il nuovo composto non sembra causare alcun effetto collaterale nei topi, sono necessari ulteriori test prima che possano iniziare gli studi clinici.

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