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“Super-innesti” che potrebbero curare il diabete tipo 1

A sinistra: un isolotto standard di Langerhans e a destra: un “superisolotto”. Le cellule di insulina (cellule beta) sono in blu e le cellule del glucagone (cellule alfa) in rosso; il «superisolotto» ha, inoltre, cellule epiteliali amniotiche, in verde.

Rafforzando con successo le isole pancreatiche prima del trapianto, i ricercatori di UNIGE e HUG sperano in un significativo miglioramento nella riuscita dei trapianti di cellule in pazienti con diabete grave.

Per salvare i pazienti con una forma grave di diabete di tipo 1 (caratterizzato dall’assenza di cellule funzionali che producono insulina), il trapianto di cellule pancreatiche è talvolta l’ultima risorsa. Il pancreas contiene gruppi di cellule – chiamate isole di Langerhans – in cui le cellule che producono ormoni regolatori della glicemia sono raggruppate insieme. Tuttavia, il processo di trapianto è lungo e complesso: una parte significativa delle cellule innestate muore rapidamente senza essere in grado di innestarsi. Aggiungendo cellule epiteliali amniotiche a questi gruppi di cellule, i ricercatori dell’Università di Ginevra (UNIGE) e degli ospedali universitari di Ginevra (HUG), Svizzera, sono riusciti a creare “superisole” molto più robuste di Langerhans. Una volta trapiantati, molti di loro si innestano; iniziano quindi a produrre insulina molto più rapidamente. Questi risultati, riportati oggi in Nature Communications non solo migliorerebbero il successo dei trapianti di cellule, ma offrirebbero anche nuove prospettive per altri tipi di trapianti, incluso il trapianto di cellule staminali.

Oggi, il trapianto di isole è una delle opzioni se non l’ultima possibilità per i pazienti con una forma particolarmente grave di diabete di tipo 1. Le isole vengono rimosse dal pancreas di un donatore, isolate e quindi reiniettate nel fegato del paziente. “La procedura è ben controllata – circa quindici pazienti ne beneficiano ogni anno in Svizzera – ma tuttavia complessa, afferma Ekaterine Berishvili, ricercatrice del Dipartimento di Chirurgia della Facoltà di Medicina dell’UNIGE, che ha guidato questo lavoro. Molti degli isolotti muoiono insieme. la strada. Spesso ci vogliono diversi donatori per curare una persona, mentre noi abbiamo un disperato bisogno di donatori “.

Cellule placentare per aiutare gli innesti

Per migliorare il successo del trapianto di isole e la sopravvivenza delle cellule trapiantate, i ricercatori di Ginevra hanno cercato di creare nuove isole più robuste che resistessero meglio allo stress del trapianto rispetto alle isole naturali. Per fare questo, hanno avuto l’idea di aggiungere cellule epiteliali amniotiche, prelevate dalla parete della membrana della placenta interna, alle cellule pancreatiche. “Queste cellule, molto simili alle cellule staminali, sono già utilizzate in altre terapie, come la riparazione della cornea, ad esempio”, afferma Thierry Berney, professore presso il Dipartimento di Chirurgia della Facoltà di Medicina dell’UNIGE e capo della divisione trapianti di HUG, che co- diretto questo lavoro. “Nel nostro caso, abbiamo scoperto che possono promuovere la funzione delle cellule pancreatiche, che è quella di produrre ormoni in base alle fluttuazioni dei livelli di zucchero”.

Primo passo, in vitro: l’aggiunta di cellule epiteliali amniotiche ha permesso ai cluster di cellule di formare sfere regolari, indicando una migliore comunicazione e connettività intracellulari. Secondo passo in vivo: gli scienziati hanno trapiantato le loro “superisolette” di Langerhans in topi diabetici, che hanno rapidamente iniziato a produrre insulina. “Anche con pochi ammassi cellulari, i nostri super isolotti si sono adattati molto bene al loro nuovo ambiente e sono diventati rapidamente vascolarizzati”, afferma Fanny Lebreton, ricercatrice presso il Dipartimento di Chirurgia della Facoltà di Medicina dell’UNIGE e la prima autrice di questo lavoro. Una buona vascolarizzazione è davvero l’elemento chiave di ogni trapianto: consente di fornire ossigeno e nutrienti al nuovo organo e garantisce la loro sopravvivenza. Inoltre, le isole artificiali hanno rapidamente iniziato a produrre insulina.

Miglioramento dell’ossigenazione e protezione delle isole

Le cellule epiteliali amniotiche sono quindi essenziali per la sopravvivenza delle isole e sembrano agire su due elementi vitali: la mancanza di ossigeno, che di solito uccide un gran numero di isole trapiantate, e la modulazione del sistema immunitario ospite per limitare il rischio di rigetto. “In ogni trapianto, il primo passo è ridurre l’immunità del ricevente per limitare il rischio di rigetto, afferma Ekaterine Berishvili. Le cellule epiteliali amniotiche hanno la caratteristica unica di proteggere il feto, che è anche un” non-sé “, dagli attacchi di il sistema immunitario di sua madre. Crediamo che lo stesso meccanismo sia attivo per proteggere gli innesti “. Il meccanismo protettivo, osservato qui sui trapianti di cellule, potrebbe anche avvenire in altri tipi di trapianti o persino nello xenotrapianto – dove cellule o organi non umani vengono trapiantati nell’uomo.

Queste scoperte ora devono essere confermate su soggetti umani. Poiché l’uso di cellule epiteliali amniotiche è già comune in altri contesti clinici senza effetti collaterali negativi, ciò potrebbe essere fatto relativamente rapidamente. Una speranza importante per tutti coloro che attendono un trapianto.

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Questo lavoro è stato sostenuto dalla Swiss National Science Foundation, dalla Fondation Privée des HUG, dalla Fondation Romande de Recherche sur le Diabète e dalla European Foundation for the Study of Diabetes, nonché dalla Juvenile Diabetes Research Foundation.