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Tecnica innovativa converte il grasso bianco in grasso bruno

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I bioingegneri della Columbia sviluppano un semplice approccio di innesto tissutale per aumentare la massa grassa bruno nel corpo e studiarne l’effetto sul metabolismo e sul peso.

Il tessuto grasso bruno del corpo può bruciare enormi quantità di energia per generare calore e studi su uomini e animali hanno suggerito che l’aumento della quantità di grasso bruno sano potrebbe aiutare la gestione del peso e ridurre sintomi del diabete tipo 2. Tuttavia, come aumentare in modo sicuro ed efficace il grasso bruno è stata una sfida significativa per i ricercatori.

Un team di ingegneria della Columbia guidato da Sam Sia , professore di ingegneria biomedica , ha sviluppato un metodo semplice e innovativo per convertire direttamente il grasso bianco in bruno all’esterno del corpo e quindi reimpiantarlo in un paziente. La tecnica utilizza procedure di innesto del grasso comunemente eseguite dai chirurghi plastici, in cui il grasso viene raccolto da sotto la pelle e poi ritrasformato nello stesso paziente per scopi cosmetici o ricostruttivi. I ricercatori riportano in uno studio scientifico (21 maggio) che hanno convertito con successo il grasso bianco raccolto in grasso bruno in laboratorio per un potenziale uso come terapia.

Altri metodi per aumentare il grasso bruno comprendono l’esposizione cronica al freddo, che è scomoda per la maggior parte delle persone, e i prodotti farmaceutici che possono causare effetti collaterali prendendo di mira altri organi. “Il nostro approccio all’aumento del grasso bruno è potenzialmente più sicuro dei farmaci perché l’unica cosa che entra nei pazienti è il loro stesso tessuto, ed è altamente controllabile perché possiamo regolare la quantità di grasso bruno che iniettiamo”, afferma Sia. “Il processo è anche così semplice che potrebbe essere potenzialmente eseguito utilizzando un sistema automatizzato all’interno di un ambulatorio o di una clinica”.

Il team ha convertito il grasso bianco in grasso bruno coltivando frammenti di tessuto in supporti contenenti fattori di crescita e altri fattori di brunitura endogena per una o tre settimane per stimolare il processo di “doratura”. Hanno valutato l’imbrunimento del grasso bianco misurando i livelli di diversi biomarcatori di grasso bruno, compresa l’attività mitocondriale e il marcatore proteico grasso bruno UCP1. In uno degli esperimenti dello studio, hanno scoperto che il grasso bianco sottocutaneo nei topi potrebbe essere convertito direttamente in grasso bruno all’esterno del corpo e che il grasso bruno è sopravvissuto e sia rimasto stabile dopo l’iniezione nello stesso topo per un lungo periodo (due mesi in questo esperimento).

“La persistenza del grasso bruno convertito è molto importante perché sappiamo che quando il grasso bianco è stimolato naturalmente a trasformarsi in grasso bruno in vivo, ad esempio attraverso l’esposizione al freddo, può cambiare rapidamente una volta  rimossa la stimolazione”, afferma Brian Gillette , il coautore dello studio e un ingegnere biomedico addestrato alla Columbia ora lavora nel dipartimento di chirurgia presso il NYU Winthrop Hospital. “Anche se potremmo ripetere più volte la procedura se necessario, dal momento che è minimamente invasiva, è fondamentale come il grasso bruno sopravviva bene e rimanga stabile in modo tale da poter funzionare come terapia efficace.”

I ricercatori hanno quindi usato i loro metodi sul grasso sottocutaneo umano e sono riusciti a convertirlo efficacemente in grasso bruno. “Questo suggerisce che potrebbe essere possibile un giorno tentare il nostro approccio negli esseri umani come una potenziale terapia per aiutare con la perdita di peso, controllo dei livelli di glucosio nel sangue o per prevenire l’aumento di peso”, dice Nicole Blumenfeld, una dottoranda che lavora con Sia e autore principale dell’articolo.

“Questo è un eccitante progresso verso il tessuto adiposo marrone ingegnerizzato nelle applicazioni cliniche se si dimostra che sia sicuro ed efficace negli esseri umani”, dice Li Qiang, assistente professore di patologia e biologia cellulare presso la Columbia University Medical Center che non è stato coinvolto in questo studio . Esperto di fisiopatologia del diabete e dell’obesità, Qiang ha documentato il meccanismo che promuove la “doratura” del tessuto adiposo bianco.

I ricercatori stanno ora perfezionando le loro tecniche e dosaggi e conducendo ulteriori studi sull’impatto dei metodi sul metabolismo e sulla regolazione del peso. “Esiste una chiara necessità di esplorare nuovi approcci per la perdita di peso con il potenziale di bassi tassi di complicanze e di efficacia a lungo termine”, aggiunge Sia. “La capacità di coltivare grandi quantità di tessuto contemporaneamente mantenendo la struttura vascolare tridimensionale è vantaggiosa e promette come potenziale approccio nella gestione del peso clinico”.

Lo studio è intitolato “Un approccio diretto all’innesto tissutale per aumentare il grasso bruno endogeno”.

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