Ricerca

DRI Miami: I geni suicidi progettati per prevenire i tumori nelle cellule beta derivate da cellule staminali

L’approccio può far progredire le terapie di sostituzione delle cellule per il diabete di tipo 1.

Colonia di cellule staminali geneticamente modificate con un doppio meccanismo di sicurezza per controllare la formazione di tumori e la differenziazione in tipi di cellule non desiderabili. Le cellule sono colorate per i marcatori di cellule staminali SOX2 (verde) e TRA-1-60-R (rosso). Un pennarello nucleare è mostrato in blu.

I ricercatori hanno fatto avanzare metodi per generare beta cellule produttrici di insulina da cellule staminali pluripotenti (PSC) per il trattamento clinico del diabete di tipo 1 (T1D). Tuttavia, il trapianto di queste cellule immature nei pazienti comporta notevoli rischi, in particolare lo sviluppo di tumori (teratomi) e la crescita di queste cellule staminali in tipi di cellule indesiderate. Si sa che le cellule staminali pluripotenti si sviluppano in tutte le cellule e i tessuti del corpo.

Ora, per la prima volta, gli scienziati del Diabetes Research Institute (DRI) dell’Università di Miami Miller School of Medicine hanno progettato una linea di cellule staminali pluripotenti umane contenente due “geni suicidi” che inducono la morte cellulare in tutto tranne l’insulina desiderata. produrre cellule. Questo doppio approccio a prova di errore, pubblicato online prima del numero di Stem Cell Reports del 5 marzo, affronta i limiti delle cellule beta derivate da PSC e apre la strada alla creazione di terapie di sostituzione delle cellule sicure per le persone che vivono con T1D.

Prove cliniche profonde offrono garanzie

Con studi clinici già avviati utilizzando progenitori beta-derivati ??di PSC e nuovi approcci con cellule beta-like funzionali all’orizzonte, la necessità di garantire la sicurezza del paziente è di fondamentale importanza. La ricerca ha dimostrato che solo il 30-40% delle cellule beta-like è ottenuto attraverso i protocolli di differenziazione (sviluppo) PSC correnti, lasciando una percentuale significativa di cellule indefinite nel bilancio. Soprattutto, le cellule non differenziate – cellule che non si sono ancora sviluppate in un tipo specifico – possono produrre tumori dopo trapianto, nonostante i recenti perfezionamenti del protocollo.

Per rispondere a queste preoccupazioni, il team DRI ha deciso di progettare linee di cellule staminali pluripotenti che distruggono selettivamente sia le cellule tumorigeniche che le cellule che non producono insulina, come fegato, cervello, cellule muscolari e altre. Il team ha testato il loro approccio sia in vitro che in vivo in un modello murino di diabete che simula la condizione della malattia negli esseri umani. I loro risultati hanno dimostrato la rimozione di tutte le cellule indesiderate.

“Non solo la nostra strategia ha prevenuto la formazione di tumori, ma li ha anche completamente eliminati quando abbiamo attivato i geni suicidi solo dopo che i tumori erano completamente sviluppati”, ha detto l’autore dello studio principale Juan Dominguez-Bendala, Ph.D., direttore dello sviluppo cellulare staminali per ricerca traslazionale e professore associato di chirurgia presso il Diabetes Research Institute, Università di Miami Miller School of Medicine.

Nessun altro metodo di ricerca riportato finora offre lo stesso grado di sicurezza e specificità, in quanto le strategie convenzionali basate sul gene suicida determinano la distruzione dell’intero trapianto (trapianto) o non espandono selettivamente la popolazione delle cellule necessarie.

Mentre il team si concentrava sul derivare cellule produttrici di insulina, questa strategia, se clinicamente efficace, ha applicazioni di vasta portata oltre il diabete.

“Modificando un solo modulo delle nostre cassette suicide, potremmo rendere la strategia specifica per qualsiasi tessuto di nostra scelta.Il nostro interesse principale sono le cellule beta, ma potrebbe anche essere adattato per selezionare neuroni, cellule cardiache o epatiche, ad esempio, “ha spiegato il Dr. Dominguez-Bendala.

Nel diabete di tipo 1, le cellule insulari produttrici di insulina del pancreas vengono erroneamente distrutte dal sistema immunitario, richiedendo ai pazienti di gestire i loro livelli di zucchero nel sangue attraverso un regime giornaliero di terapia insulinica. Il trapianto di isole ha ripristinato la produzione naturale di insulina nelle persone con diabete di tipo 1, come hanno pubblicato gli scienziati DRI, ma non ci sono abbastanza cellule per trattare i milioni di pazienti che possono trarne beneficio. Affrontare la carenza di cellule produttrici di insulina dovrebbe prendere una delle principali sfide che si frappongono a una cura biologica per la malattia.