I progressi nel trapianto e nell’elettronica biomedicle offrono speranza alle persone con diabete di tipo 1
La tecnologia sta aiutando le persone con diabete di tipo 1, il cui pancreas non può più produrre insulina, in due modi diversi: biologicamente ed elettronicamente.
Entrambi gli approcci potrebbero porre fine alle ripetitive e plurime prove del monitoraggio del proprio livello di glucosio (glicemia) ogni giorno e, quando è le altrettanto multiple iniezioni giornaliere di insulina,. Sebbene necessitino di più ricerca e sviluppo, le versioni imperfette di entrambe stanno già migliorando la vita dei pazienti.
L’approccio biologico prevede il trapianto di nuove “cellule di isole” nel paziente, in cui assumono il ruolo del mancato pancreas che produce insulina. Una procedura è disponibile dagli anni ’90 per trapiantare cellule dal pancreas di donatori deceduti in persone che non sono in grado di riconoscere quando il loro livello di zucchero nel sangue scende pericolosamente basso, una condizione chiamata “inconsapevolezza ipoglicemica”.
Solo poche migliaia di persone in tutto il mondo hanno ricevuto trapianti di isole, in parte perché i pancreas dei donatori sono scarsi e in parte perché la procedura ha gravi effetti collaterali.
Il National Health Service (NHS) del Regno Unito è stato il primo sistema sanitario al mondo a offrire trapianti di isole ai pazienti, afferma Karen Addington, amministratore delegato britannico della JDRF, l’organizzazione benefica per la ricerca della cura per il diabete di tipo 1. “Ma come con qualsiasi trapianto di organi, la procedura richiede l’uso di farmaci anti-rigetto, i quali comportano il rischio di gravi effetti collaterali”.
Aggiunge che JDRF sta finanziando la ricerca per sviluppare dispositivi che potrebbero contenere le cellule impiantate, proteggendole dalla distruzione del sistema immunitario ed eliminando la necessità di farmaci antirigetto.
I primi segni sono promettenti. “I primi dispositivi sono già in fase di sperimentazione clinica”, afferma Addington. “Hanno dimostrato che le cellule impiantate, se efficacemente innestate, sono in grado di produrre insulina nelle persone con diabete di tipo 1”.
Allo stesso tempo, i ricercatori stanno sviluppando nuove fonti di cellule isolane, derivandole da cellule staminali potenzialmente abbondanti piuttosto che da pancreas di donatori che sono scarsi in termini di disponibilità. “Ogni volta che vado a una conferenza sul diabete si parla di come rendere queste cellule produttrici di insulina in laboratorio”, afferma Emily Burns, responsabile delle comunicazioni per la ricerca presso l’ente benefico Diabetes UK.
Sebbene diversi gruppi aziendali e accademici stiano lavorando su modi migliori per produrre cellule di isole e trapiantarle in sicurezza nei pazienti, il leader, secondo JDRF, è ViaCyte, una società di medicina rigenerativa di proprietà privata a San Diego la cui ricerca è stata sostenuta finanziariamente dalla fondazione.
La tecnologia di ViaCyte converte le cellule staminali pluripotenti, che in linea di principio possono svilupparsi in qualsiasi tessuto umano, in quelle che chiamano cellule precursori del pancreas. Due prodotti sperimentali sono in fase di sperimentazione clinica. Il primo, PEC-Encap, incapsula le cellule impiantate in un sacchetto che consente ai nutrienti e alle proteine ??di spostarsi tra le cellule all’interno del dispositivo e i vasi sanguigni che crescono lungo la sua superficie esterna. Impedisce alle cellule immunitarie di contattare direttamente le cellule impiantate, permettendo loro di prosperare senza essere respinte.
Il secondo prodotto, PEC-Direct, utilizza anche una custodia, ma questo design consente ai vasi sanguigni di entrare nel dispositivo e interagire direttamente con le cellule trapiantate. Questa vascolarizzazione delle cellule impiantate consente un robusto attecchimento ma, poiché le cellule impiantate non sono isolate dal sistema immunitario, richiede una terapia immunosoppressiva e verrà quindi somministrata solo a pazienti che non hanno altre opzioni.
Nel frattempo, i ricercatori dell’Università di Edimburgo hanno pubblicato a gennaio i dettagli di una tecnica che potrebbe migliorare il tasso di successo del trattamento delle cellule delle isole – trapiantando cellule di tessuto connettivo note come cellule stromali, che si trovano nelle corde ombelicali, accanto a loro. Uno studio sui topi ha scoperto che questa combinazione cellulare ha migliorato significativamente la capacità di produrre insulina del trapianto, rispetto alle sole cellule insulari. Ma saranno necessari ulteriori lavori per stabilire la sicurezza a lungo termine dell’utilizzo delle cellule stromali prima che possano iniziare studi clinici nei pazienti.
Tuttavia, il trattamento elettronico del diabete di tipo 1, attraverso quello che è noto ai più come un pancreas artificiale, è molto più vicino all’adozione diffusa rispetto al metodo biologico di sostituzione cellulare, afferma il Dr Burns di Diabetes UK.
Il pancreas artificiale ha tre componenti: una pompa di insulina elettronica attaccata al corpo; un misuratore di glucosio che rileva continuamente i livelli di zucchero nel sangue; e un algoritmo informatico che li collega insieme in un “sistema a circuito chiuso”, in modo che la pompa spinga l’ormone nel paziente ad una velocità perfettamente adattata alle sue esigenze metaboliche.
Il primo prodotto che si avvicina a questa descrizione è il MiniMed 670G, lanciato da Medtronic, la società statunitense di dispositivi medici, il quale è sul mercato americano dal 2016 e nel Regno Unito ed Europa dal 2019.
“Quindi è arrivata la prima generazione della tecnologia del pancreas artificiale”, afferma Addington, “ma l’accesso a tale tecnologia è limitato solo a una percentuale molto piccola di persone affette da diabete di tipo 1. Aiutare il SSN a fornire tale tecnologia è la prossima sfida.”
Il dott. Burns sottolinea che, sebbene il dispositivo Medtronic rappresenti un progresso importante, non è all’altezza di due aspetti di ciò che un pancreas artificiale potrebbe offrire idealmente. Ha ancora bisogno degli utenti nel dare al dispositivo un input manuale quando stanno per mangiare e non gestisce un secondo ormone secreto dal pancreas, chiamato glucagone, che lavora con l’insulina per controllare i livelli di zucchero nel sangue.
“Quando avremo un sistema a circuito chiuso completamente regolato, alcune persone considereranno tale cura nella pratica quotidiana”, afferma Dr Burns. Ma è preoccupata, come la signora Addington, che il costo di un pancreas artificiale curativo, il quale potrebbe incorrere in molte migliaia di dollari, limiterebbe l’accesso alla tecnologia da parte di milioni di persone in tutto il mondo con diabete di tipo 1.
Articolo originale pubblicato il 10 marzo 2020 nel Financial Times a firma di Clive Cookson