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I ricercatori del Mount Sinai scoprono che nuovi cocktail di farmaci aumentano la proliferazione delle cellule beta umane a ritmi sostenuti

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Un ulteriore passo verso una cura per il diabete.

I ricercatori dell’Icahn School of Medicine al Mount Sinai Hospital hanno scoperto una nuova combinazione di due classi di farmaci che induce il più alto tasso di proliferazione mai osservato nelle cellule beta umane adulte – le cellule del pancreas che producono insulina. Il risultato è un passo importante verso un trattamento per il diabete che ripristina la capacità del corpo di produrre insulina.

La scoperta ha coinvolto un farmaco che inibisce la chinasi 1A (DYRK1A) regolata dalla tirosina a doppia specificità dell’enzima e un altro che inibisce i membri della superfamiglia beta del fattore di crescita trasformante (TGFbetaSF). Insieme, hanno provocato il proliferare delle cellule a un tasso compreso tra il 5 e l’8% in più al giorno. Lo studio, intitolato “Inibizione combinata di DYRK1A, SMAD e percorsi del trithorax si sincronizza per indurre una robusta replicazione nelle cellule beta umane per adulti”, è stato pubblicato oggi sul Cell MetabolismPer un video su questo studio clicca qui

“Siamo molto entusiasti di questa nuova osservazione perché, per la prima volta, si è in grado di vedere i tassi di replicazione delle cellule beta delle cellule umane che sono sufficienti a ricostituire la massa cellulare beta negli esseri umani”, ha detto Andrew Stewart, MD, Direttore del Centro per il Diabete del Sinai, e autore principale dello studio. “Abbiamo scoperto una combinazione di farmaci che rende le cellule beta rigenerate a tassi adatti al trattamento, il prossimo ostacolo è capire come consegnarli direttamente al pancreas”.

Secondo il Dr. Stewart, nessuno dei farmaci sul diabete attualmente sul mercato può indurre la rigenerazione delle cellule beta nelle persone con diabete. In parallelo con il lavoro sul Monte Sinai, altri ricercatori stanno studiando il trapianto di pancreas, il trapianto di cellule beta e la sostituzione delle cellule staminali delle cellule beta per le persone con diabete, ma nessuno di questi approcci è ampiamente utilizzato. Circa 30 milioni di persone negli Stati Uniti hanno il diabete e circa 50-80 milioni in più vivono con prediabete (chiamato anche “sindrome metabolica”). Il diabete si verifica quando non ci sono abbastanza cellule beta nel pancreas o quando queste cellule beta secernono troppa insulina, l’ormone necessario per mantenere i livelli di zucchero nel sangue nell’intervallo normale. Il diabete può portare a gravi complicazioni mediche: infarto, ictus, insufficienza renale, cecità,

La perdita di cellule beta produttrici di insulina è stata a lungo riconosciuta come causa del diabete di tipo 1, patologia in cui il sistema immunitario attacca e distrugge per errore le cellule beta. Negli ultimi anni, i ricercatori hanno concluso che una carenza di cellule beta funzionanti è anche un importante contributo al diabete di tipo 2, il tipo più comune che si verifica negli adulti. Pertanto, lo sviluppo di farmaci in grado di aumentare il numero di cellule beta sane è una delle principali priorità nella ricerca sul diabete.

Questo articolo si basa su uno studio che il Dr. Stewart e il suo team aveva pubblicato su Nature Medicine nel 2015, dimostrando che un farmaco chiamato harmine aveva guidato la divisione e la moltiplicazione delle cellule beta umane adulte in coltura. Hanno anche appreso che il trattamento con i farmaci porta al normale controllo della glicemia nei topi le cui cellule beta erano state sostituite con cellule beta umane. Mentre questo era un importante progresso, il tasso di proliferazione era inferiore a quello necessario per espandere rapidamente le cellule beta nelle persone con diabete.

Nel 2017, il Dr. Stewart e il suo team hanno pubblicato un secondo documento, in Nature Communications, che ha rivelato le anomalie genetiche negli insulinomi, un tipo benigno di tumore umano a cellule beta, e servito come “ricetta genetica” per rivelare obiettivi per nuovi farmaci che possono far rigenerare le cellule beta.

In questo documento, il dott. Stewart e il suo team hanno tratto vantaggio dall’insulinoma “ricetta genetica” che ha suggerito come una combinazione di due classi di farmaci – un inibitore DYRK1A come l’harmina con un farmaco inibitore del TGFbetaSF – sarebbe stato in grado di agire sinergicamente nell’aumentare la rigenerazione delle cellule beta. Questo si è dimostrato vero. Tuttavia, tale nuova combinazione di farmaci non è priva di ostacoli. “Poiché questi farmaci hanno effetti su altri organi del corpo, ora abbiamo bisogno di sviluppare metodi per somministrare questi farmaci specificamente alla cellula beta negli esseri umani”, ha detto il dott. Stewart. “Abbiamo i pacchetti da consegnare, ma ora abbiamo bisogno di un sistema di trasporto per consegnarli all’indirizzo esatto della cella beta.”

“La rigenerazione delle cellule beta è un ‘santo graal’ per il trattamento del diabete”, ha detto Peng Wang, PhD, professore associato di medicina (endocrinologia, diabete e malattie del sangue) al Mount Sinai e primo autore dello studio. “Siamo entusiasti di avere finalmente farmaci in grado di indurre la proliferazione delle cellule beta a tassi che sono probabilmente efficaci nelle persone con diabete di tipo 1 e di tipo 2”.

“Questa è una delle serie più interessanti di scoperte nel campo del diabete ed è un passo avanti chiave nello sviluppo di farmaci per questa malattia”, ha detto Dennis S. Charney, MD, Anne e Joel Ehrenkranz Dean, Icahn School of Medicine at Mount Sinai. “In brevissimo tempo, il Dr. Stewart e il suo team di ricercatori hanno fatto progressi incredibili, il loro importante lavoro è davvero promettente per così tante persone.”

“Sappiamo che per ottenere una cura per il diabete di tipo 1 e per portare le persone all’indipendenza da insulina, dovremo trovare il modo di aumentare il numero di cellule beta funzionali”, ha detto Francis J. Martin, PhD, direttore associato della ricerca e leader del programma di rigenerazione e sopravvivenza delle cellule beta di JDRF. “Ora, attraverso il lavoro dei Dottori Stewart e Wang, vediamo che possiamo aumentare i tassi di riproduzione delle cellule beta umane a livelli che in precedenza erano ritenuti impossibili. Ci sono ancora sfide da affrontare, ma questo lavoro ci avvicina un po’ alle terapie che possono ripristinare la produzione di insulina nelle persone affette dalla malattia e alla fine produrre una cura “.

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