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Verso la cura del diabete tipo 1: scoperta una nuova combinazione di farmaci per indurre alti tassi di rigenerazione delle cellule beta umane

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I ricercatori si avvicinano di un passo alla cura del diabete.

I ricercatori della Icahn School of Medicine di Mount Sinai hanno scoperto una nuova combinazione di due classi di farmaci che, insieme, portano il più alto tasso di proliferazione mai osservato nelle cellule beta umane adulte – le cellule del pancreas che producono insulina – senza danneggiare la maggior parte delle altre cellule del corpo. Il risultato è un passo importante verso un trattamento del diabete che ripristina la capacità del corpo di produrre insulina.

La scoperta ha riguardato un tipo di farmaco noto per la proliferazione delle cellule beta e un altro che è già ampiamente utilizzato nelle persone con diabete. Insieme, hanno determinato la proliferazione delle cellule dal 5 al 6 percento al giorno. Lo studio è stato pubblicato oggi su Science Translational Medicine online. Per un video su questo studio clicca qui .

“Siamo molto entusiasti di questa nuova combinazione di farmaci perché, per la prima volta in assoluto, siamo in grado di vedere i tassi di replicazione delle cellule beta umane che sono sufficienti per ricostituire la massa cellulare beta negli esseri umani con diabete”, ha affermato Andrew Stewart, MD, direttore di l’Istituto per il diabete, l’obesità e il metabolismo del Mount Sinai e autore principale dello studio.

Il diabete si verifica quando non ci sono abbastanza cellule beta nel pancreas, o quando quelle cellule beta secernono troppo poca insulina, l’ormone necessario per mantenere i livelli di zucchero nel sangue nell’intervallo normale.

Circa 30 milioni di persone negli Stati Uniti hanno il diabete e circa 50-80 milioni in più vivono con il prediabete (chiamato anche “sindrome metabolica”). Il diabete può portare a gravi complicazioni mediche: infarto, ictus, insufficienza renale, cecità e amputazione degli arti.

Nel diabete di tipo 1, il sistema immunitario attacca erroneamente e distrugge le cellule beta. Una carenza di cellule beta funzionanti è anche un importante contributo al diabete di tipo 2, il tipo più comune di diabete. Pertanto, lo sviluppo di farmaci che possono aumentare il numero di cellule beta sane è una priorità fondamentale nella ricerca sul diabete.

Secondo il Dr. Stewart, nessuno dei farmaci per il diabete attualmente sul mercato può indurre la rigenerazione delle cellule beta nelle persone con diabete. Parallelamente al lavoro sul Mount Sinai, altri ricercatori stanno studiando il trapianto pancreatico, il trapianto di cellule beta e la sostituzione delle cellule staminali di cellule beta per le persone con diabete, ma nessuno di questi approcci è ampiamente utilizzato.

“Questa è una scoperta molto eccitante nel campo del diabete ed è un passo chiave nello sviluppo di farmaci per questa malattia”, ha dichiarato Dennis S. Charney, MD, Anne e Joel Ehrenkranz Dean, Icahn School of Medicine a Mount Sinai. “Questo importante lavoro è davvero promettente per così tante persone”.

Nel 2015, il Dr. Stewart e il suo team hanno pubblicato un articolo su Nature Medicine che mostrava come l’armina, un farmaco che inibisce la chinasi 1A (DYRK1A) a doppia specificità regolata dalla tirosina, induceva la moltiplicazione di cellule beta umane adulte. In quello studio, il suo team ha anche scoperto che il trattamento con l’armina ha portato al normale controllo della glicemia e alla proliferazione nelle cellule beta umane nei topi diabetici le cui cellule beta erano state sostituite con un piccolo numero di cellule beta umane trapiantate. Mentre questo è stato un grande progresso, il tasso di proliferazione era inferiore al necessario per espandere rapidamente le cellule beta nelle persone con diabete.

Questo articolo si basa su uno studio che il Dr. Stewart e il suo team hanno pubblicato su Cell Metabolism nel dicembre 2018, dove hanno scoperto che gli inibitori DYRK1A combinati con un altro farmaco che inibisce la trasformazione dei membri della superfamiglia beta fattore di crescita (TGF?SF), noto anche come una famiglia di proteine con vari processi biologici come la crescita, lo sviluppo, l’omeostasi dei tessuti e il sistema immunitario, potrebbe far proliferare le cellule beta ad un tasso dal 5 all’8% al giorno. Tuttavia, secondo il Dr. Stewart, i TGFSF avrebbero probabilmente effetti collaterali su altri organi del corpo che ne impedirebbero l’uso clinico.

La prossima sfida consisteva nello sviluppo di metodi per indirizzare i farmaci rigenerativi alle cellule beta evitando al contempo altre cellule e organi del corpo in cui potrebbero provocare effetti avversi.

Nello studio pubblicato oggi, intitolato “Gli agonisti del recettore del GLP-1 si sinergizzano con gli inibitori del DYRK1A per potenziare la rigenerazione funzionale delle cellule beta umane”, il Dr. Stewart e il suo team hanno combinato gli inibitori del DYRK1A come l’armina con una classe di farmaci per il targeting delle cellule beta, noto anche come Agonisti del GLP1R, che sono già ampiamente utilizzati nelle persone con diabete di tipo 2. Hanno dimostrato – nelle cellule beta di persone normali e diabetiche di tipo 2, sia nei piatti di coltura tissutale sia nelle cellule beta umane trapiantate nei topi – che combinando l’armina (o qualsiasi altro inibitore DYRK1A) con uno dei tanti agonisti GLP1R i farmaci attualmente sul mercato per il diabete producono alti tassi di replicazione delle cellule beta umane e lo fanno in modo altamente selettivo per la cellula beta.

Il progetto è nato dalla tesi di dottorato di una specializzanda della Icahn School of Medicine, Courtney Ackeifi, ora ricercatrice post-dottorato nel laboratorio del Dr. Stewart e prima autrice del documento, che ha esplorato un ampio spettro di potenziali partner farmaceutici che potrebbero migliorare la cellula beta efficacia rigenerativa e selettività dell’armina.

La dottoressa Ackeifi ha detto della scoperta: “La bellezza qui è che la combinazione di inibitori DYRK1A con agonisti GLP1R raggiunge il più alto tasso possibile di replicazione delle cellule beta umane, e lo fa in un modo altamente specifico. Questo è un progresso importante nel campo del diabete perché potremmo aver trovato un modo per convertire una classe ampiamente utilizzata di farmaci per il diabete in un potente trattamento rigenerativo di cellule beta umane per tutte le forme di diabete. ”

“Sappiamo che un percorso critico verso una cura per il diabete di tipo 1 include il trapianto di cellule beta che producono insulina nelle persone o la seduzione delle loro cellule beta esistenti per iniziare a moltiplicarsi”, spiega Francis Martin, PhD, direttore della ricerca JDRF. “È entusiasmante apprendere dal lavoro del Dr. Stewart e del suo team che gli agonisti della GLP1R potrebbero aumentare l’effetto degli agenti scoperti di recente che promuovono la moltiplicazione. L’uso della GLP1R offre un mezzo per aumentarne l’effetto, migliorando al contempo la sicurezza di questo tipo di droga.”

I prossimi obiettivi del progetto sono eseguire studi a lungo termine su animali trapiantati con cellule beta umane e determinare se eventuali nuove cellule o organi del corpo diversi dalle cellule beta sono interessati dalla nuova combinazione di farmaci.

Esra Karakose, PhD, lavora come istruttrice, Peng Wang, PhD, è professore associato, e Andrew Stewart, MD, è direttore dell’Istituto per il diabete, l’obesità e il metabolismo presso l’Icahn School of Medicine a Mount Sinai.

Informazioni su JDRF

JDRF è la principale organizzazione mondiale che finanzia la ricerca sul diabete di tipo 1 (T1D). La nostra missione è quella di accelerare le scoperte che cambiano la vita per prevenire e curare il T1D e le sue complicanze. Per raggiungere questo obiettivo, JDRF ha investito oltre 2,2 miliardi di dollari in finanziamenti per la ricerca sin dall’inizio. Siamo un’organizzazione costruita su un modello di base di persone che si connettono nelle loro comunità locali, collaborando a livello regionale per l’efficienza e un più ampio impatto di raccolta fondi e unendoci su un palcoscenico nazionale per riunire risorse, passione ed energia. Collaboriamo con istituzioni accademiche, responsabili delle politiche e partner aziendali e del settore per sviluppare e fornire una pipeline di terapie innovative per le persone che vivono con T1D. Il nostro personale e i volontari negli Stati Uniti e le nostre sei affiliate internazionali sono dedicati alla difesa, l’impegno della comunità e la nostra visione di un mondo senza T1D. Per maggiori informazioni per favore visita jdrf.org  .

Informazioni sul sistema sanitario del Mount Sinai

Il sistema sanitario del Mount Sinai è il più grande sistema medico accademico di New York City, che comprende otto ospedali, una scuola medica leader e una vasta rete di pratiche ambulatoriali in tutta la grande regione di New York. Il Monte Sinai è una fonte nazionale e internazionale di istruzione senza pari, ricerca e scoperta traslazionale e leadership clinica collaborativa che garantisce fornisce assistenza di altissima qualità, dalla prevenzione al trattamento delle malattie umane più gravi e complesse. Il sistema sanitario comprende oltre 7.200 medici e dispone di una rete solida e in continua espansione di servizi multispecialitici, tra cui oltre 400 sedi ambulatoriali nei cinque distretti di New York, Westchester e Long Island. Il Mount Sinai Hospital è al 14 ° posto nella classifica US News & World Report “https: / www. mountsinai. org o trova il Monte Sinai su Facebook, Twitter e YouTube.