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Il futuro del diabete tipo 1: migliorare il trapianto di isole

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Stethoscope and a syringe on a diabetes test

Quest’anno, la Food and Drug Administration statunitense dovrebbe approvare i trapianti di isole come trattamento per le persone con diabete di tipo 1. I trapianti, che forniscono cellule che producono insulina per sostituire quelle perse a causa della malattia, sono state classificate come sperimentali negli Stati Uniti da quando vennero eseguite per la prima volta più di 20 anni fa.

I trapianti di isole sono molto promettenti per il trattamento del diabete di tipo 1, in particolare per quello che è colloquialmente noto come “diabete fragile”, in cui i pazienti hanno molte difficoltà a gestire in modo sicuro la glicemia con iniezioni di insulina, ha affermato il radiologo interventista di Stanford Avnesh Thakor , MD, PhD, che conduce ricerche sulla biologia e il trapianto di isole.

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Quasi 1,6 milioni di americani hanno il diabete di tipo 1 e oltre 70.000 sono probabilmente buoni candidati per il trapianto di isole.

Ma i trapianti di isole presentano una serie unica di sfide tecniche, tra cui garantire che le cellule ricevano abbastanza ossigeno per rimanere in vita dopo il trapianto. Il team di Thakor ha recentemente affrontato questo problema in un articolo pubblicato su Advanced Functional Material.

Il diabete di tipo 1 interferisce con la capacità dell’organismo di regolare la glicemia. All’inizio della malattia, il sistema immunitario attacca le cellule beta che producono insulina all’interno dei gruppi di cellule pancreatiche chiamati isole; questo impedisce alle cellule beta di produrre insulina, l’ormone che regola lo zucchero.

Il trapianto di isole sane da un donatore deceduto offre ai pazienti l’opportunità di sperimentare qualcosa di molto simile a una cura per il diabete, sebbene debbano assumere farmaci immunosoppressori per mantenere al sicuro le nuove isole.

Tuttavia, i trapianti di isole affrontano complessità che altri trapianti di organi non hanno.

“Quando trapianti di isole, non è come trapiantare un organo solido: un cuore o un rene”, mi ha detto Thakor. Durante un trapianto di organo solido, i vasi sanguigni dell’organo sono collegati chirurgicamente al sistema circolatorio del paziente. Immediatamente, il tessuto trapiantato ottiene un buon flusso sanguigno e abbondante ossigeno.

Con un trapianto di isole, è diverso. In una persona sana, le cellule che producono ormoni che regolano la glicemia sono sparse in piccoli gruppi o “isole” (da cui il loro nome) in tutto il pancreas. Il trapianto consiste nell’isolare solo le isole dal pancreas di un donatore deceduto e iniettarle nel fegato del ricevente. (Le isole trapiantate non vengono iniettate nel pancreas perché il pancreas è un organo fragile e fragile che produce anche enzimi digestivi. Se disturbi il pancreas, tende a iniziare a digerire le cose. Non va bene.)

Gli isolotti trapiantati aprono un spazio nel fegato, con nuovi vasi sanguigni che crescono gradualmente intorno a loro.

“Quando li iniettiamo, preghiamo semplicemente e speriamo che ottengano un nuovo apporto di sangue in tempo per tenerli in vita, e questo è un problema”, ha detto Thakor. Circa il 60% delle isole trapiantate muore nelle prime due settimane dopo il trapianto perché non ha ancora stabilito un apporto di sangue e quindi non riceve abbastanza ossigeno.

Quindi il team di Thakor ha ideato un bioscaffold che fornisce alle isole un rifornimento di ossigeno sicuro e costante fino alla crescita di nuovi vasi sanguigni. L’impalcatura è un po ‘come un’insalata ad alta tecnologia: una Julienne con altre cose incorporate in essa. La parte simile è composta da collagene, il che è vantaggioso perché non attiverà una risposta immunitaria.

L’impalcatura ha i pori abbastanza grandi da consentire la sistemazione degli isolotti, nonché micropori più piccoli che possono guidare la ricrescita dei vasi sanguigni. E, nell’innovazione più importante del team, i ricercatori hanno incorporato nell’impalcatura un materiale generatore di ossigeno chiamato perossido di calcio. Dopo il trapianto, il perossido di calcio si scompone gradualmente, fornendo alle cellule un apporto costante di ossigeno per circa due settimane.

I ricercatori hanno testato il loro bioscaffold in topi diabetici, impiantando scaffold contenenti isolotti in un cuscinetto adiposo di ciascun animale. Rispetto agli animali che hanno ricevuto iniezioni tradizionali di isole o animali che hanno avuto isole in bioscaffolds prive di perossido di calcio, gli animali che hanno ricevuto impianti di isole in bioscaffold generatori di ossigeno hanno avuto il miglior controllo della glicemia a due, tre e quattro settimane dopo il trapianto.

Il team di Thakor spera di espandere ulteriormente ciò che il bioscaffold può fare. Ad esempio, stanno anche esplorando la possibilità di incorporare cellule staminali nell’impalcatura per incoraggiare la crescita di nuovi vasi sanguigni nelle isole. Un’altra possibilità è incorporare le nanoparticelle che potrebbero rilasciare aminoacidi e altri nutrienti per le isole trapiantate.

“Ci stiamo concentrando su come aiutare il numero massimo di isole a sopravvivere alla procedura di trapianto”, ha detto Thakor. “Vogliamo ottimizzare il microambiente per queste cellule per facilitarne l’attecchimento, la sopravvivenza e la funzione nel paziente.”

Per finire e prima di congedarmi dal dottor Thakor gli ho chiesto: cosa possiamo fare per aiutare i ricercatori? Ciascuno può fare la sua parte, ad esempio quello che fate con AGD Bologna ne suo piccolo è una grande cosa quindi sosteneteci nelle forme che ritenete migliori, Senza indugi con il coraggio di andare fino in fondo. Più #ricerca per la #cura del #diabete #T1D firma il #5xmille per AGD, nello spazio riservato sostegno ONLUS, modelli dichiarazione dei redditi (modello 730, UNICO e CUD). Il cf di AGD-Bologna 92002100375