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La comprensione del tipo raro di diabete fornisce informazioni sui meccanismi di produzione di insulina

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Risolvendo il puzzle genetico del motivo per cui i bambini hanno sviluppato un raro tipo di diabete ha scoperto un nuovo percorso biologico che è fondamentale per la produzione di insulina e potrebbe stimolare la ricerca di nuovi trattamenti per le forme più comuni di diabete.

Pubblicato oggi (10 novembre) sul Journal of Clinical Investigation , lo studio ha utilizzato il sequenziamento del genoma per rivelare che un gruppo di bambini con caratteristiche cliniche condivise, che hanno sviluppato il diabete subito dopo la nascita, avevano tutti cambiamenti genetici nel gene YIPF5. La ricerca ha combinato la ricerca sulle cellule staminali e gli strumenti di editing genetico CRISPR per dimostrare che questo gene è essenziale per la funzione delle cellule che producono insulina.

Il team, guidato dall’Università di Exeter, dall’Université Libre de Bruxelles e dall’Università di Helsinki, lavorando con altri collaboratori internazionali, ha continuato a mostrare come questi cambiamenti genetici provocano alti livelli di stress all’interno delle cellule, causando la morte cellulare. Lo studio mostra per la prima volta che la funzione del gene YIPF5 è essenziale per i neuroni e le cellule beta produttrici di insulina, ma sembra essere superflua per la funzione di altre cellule.

Questi risultati aiutano a capire quali passaggi cellulari sono importanti per produrre insulina, che regola i livelli di zucchero nel sangue e per mantenere la funzione delle cellule che producono insulina all’interno del pancreas. Questa intuizione potrebbe aiutare i ricercatori a sviluppare terapie migliori per trattare i pazienti con tipi comuni di diabete, che colpiscono 460 milioni di persone nel mondo.

La dott.ssa Elisa De Franco, uno degli autori principali dello studio, dell’Università di Exeter, ha dichiarato: “Questo studio evidenzia l’importanza della scoperta genica per approfondire la nostra comprensione dei meccanismi fondamentali in biologia. In questo caso, la nostra ricerca ha prodotto l’identificazione di un gene essenziale sia per le cellule produttrici di insulina che per i neuroni, evidenziando un percorso biologico che in precedenza non sapevamo fosse così fondamentale per le cellule produttrici di insulina. Ciò ha il potenziale per aprire nuove strade di ricerca e, infine, portare a una migliore comprensione di come si sviluppano altri tipi di diabete “.

Alcuni bambini sviluppano il diabete prima dei sei mesi. In più dell’85% dei casi, ciò è dovuto a un errore di ortografia nel DNA (spesso chiamato mutazione genetica). Alcuni di questi bambini hanno anche problemi di salute aggiuntivi che possono coinvolgere il loro cervello.

Per saperne di più su quali geni nel DNA sono importanti per le cellule produttrici di insulina, i ricercatori dell’Università di Exeter hanno studiato la genetica di quasi 190 pazienti provenienti da tutto il mondo che hanno sviluppato il diabete subito dopo la nascita. Utilizzando le ultime tecnologie genetiche, hanno scoperto che sei bambini con caratteristiche cliniche estremamente simili, tra cui l’epilessia e una testa estremamente piccola, nota come microcefalia, presentavano mutazioni genetiche nel gene YIPF5.

I ricercatori dell’Université Libre de Bruxelles e dell’Università di Helsinki hanno quindi utilizzato tecniche all’avanguardia nelle cellule produttrici di insulina e nelle cellule staminali per cercare di capire come funziona YIPF5 nelle cellule produttrici di insulina. I loro risultati hanno mostrato che quando YIPF5 è assente o ha il cambiamento genetico riscontrato nei pazienti, le cellule produttrici di insulina non possono produrre insulina come fanno normalmente. Nel tentativo di far fronte a questo malfunzionamento, le cellule attivano meccanismi di stress, che alla fine portano alla morte cellulare.

La professoressa Miriam Cnop, uno degli autori senior dello studio, dell’Université Libre de Bruxelles, ha dichiarato: “La possibilità di generare cellule produttrici di insulina da cellule staminali ci ha dato la possibilità di studiare cosa va storto nelle cellule beta di pazienti con questa forma rara e anche altri tipi di diabete. Si tratta di uno straordinario modello di malattia in un piatto per studiare i meccanismi della malattia e testare i trattamenti “.

Il professor Timo Otonkoski, uno degli autori senior, dell’Università di Helsinki, ha aggiunto: “Utilizzando la tecnologia di editing del DNA CRISPR” gene scissor “che ha appena ricevuto il Premio Nobel, potremmo correggere la mutazione del paziente nelle cellule staminali per comprenderne gli effetti. La combinazione dell’editing genetico con le cellule staminali fornisce nuovi potenti strumenti per lo studio dei meccanismi delle malattie “.

Il professor Andrew Hattersley, uno degli autori senior dello studio, dell’Università di Exeter, ha dichiarato: “Siamo molto grati ai pazienti, alle loro famiglie e ai loro medici per la loro partecipazione allo studio. Senza di loro, non avremmo potuto realizzare Questo. È nostro desiderio che ulteriori ricerche andranno a beneficio dei pazienti, per facilitare la diagnosi e il trattamento del loro diabete “.

Anna Morris, Assistant Director of Research Strategy and Partnerships presso Diabetes UK, ha dichiarato: “Questi risultati forniscono nuove importanti informazioni su come le cellule beta nel corpo producono insulina e cosa succede quando questo processo va storto. Comprendere di più su come si sviluppano forme più rare di diabete ci avvicina alla scoperta di nuovi modi per curare e prevenire tutte le forme della condizione. Questa è una parte fondamentale della nuova strategia di Diabetes UK e siamo orgogliosi di aver finanziato la ricerca vitale del dott. De Franco “.

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