CREDITO: Peixin Yang
I risultati suggeriscono che potrebbero essere sviluppati trattamenti per prevenire aborti spontanei e alcuni difetti alla nascita nei bambini
Più di 3 milioni di donne in età da parto negli Stati Uniti e 60 milioni nel mondo hanno il diabete, una malattia che si verifica quando la glicemia è troppo alta. Anche se controllato con insulina e i livelli di zucchero nel sangue sono tenuti per lo più sotto controllo, il diabete materno può causare danni permanenti al feto. Circa 300.000 a 400.000 feti all’anno da madri con diabete sviluppano difetti del tubo neurale, quando il tessuto che alla fine forma il cervello e il midollo spinale non riesce a formarsi correttamente, il che può portare a aborto spontaneo o disabilità profonda.
Ora, utilizzando studi sui topi, i ricercatori della University of Maryland School of Medicine (UMSOM) hanno identificato il meccanismo alla base di questi difetti strutturali alla nascita, che secondo loro sono dovuti all’invecchiamento prematuro del tessuto neurale, arrestando la sua crescita prima che abbia prodotto abbastanza cellule per terminare la formazione il tubo neurale.
Lo studio, pubblicato il 30 giugno su Science Advances , è stato condotto dal Centro UMSOM per la ricerca sui difetti di nascita, guidato da Peixin Yang, PhD, professore di ostetricia, ginecologia e scienze riproduttive, direttore del Centro per la ricerca sui difetti di nascita e vicepresidente of Research in the Department, e E. Albert Reece, MD, PhD, MBA , Executive Vice President for Medical Affairs, UM Baltimore, e John Z. e Akiko K. Bowers Distinguished Professor e Dean of UMSOM.
“Sebbene il diabete sia una malattia generalmente associata a una popolazione anziana, la moderna epidemia di diabete nei giovani è in gran parte alimentata dall’obesità e dall’inattività. Allo stesso tempo, molte malattie legate all’invecchiamento sono colpite dal diabete e ora sappiamo che un alto livello di glucosio nel sangue sembra indurre o migliorare l’invecchiamento embrionale prematuro”, ha affermato il dott. Yang. “Per molti decenni, la nostra ipotesi era che l’invecchiamento precoce, noto come senescenza, si verificasse nei feti di madri con diabete e, in parte, inducesse questi difetti alla nascita. Solo di recente abbiamo avuto gli strumenti e la tecnologia per poter testare la nostra ipotesi”.
Trovare il meccanismo preciso per cui il diabete materno porta a questi e altri tipi di difetti alla nascita nel feto è il primo passo per identificare un modo per prevenire il verificarsi di queste anomalie. Nello studio, i ricercatori sono stati in grado di ritardare il processo di invecchiamento del tessuto utilizzando un farmaco antitumorale, consentendo al tubo neurale di formarsi completamente nei cuccioli di topo nati da topi con mutazioni che mimano il diabete.
CREDITO: Peixin Yang
I loro risultati suggeriscono che potrebbero essere sviluppate terapie più specializzate per prevenire aborti spontanei o difetti alla nascita nei bambini nati da madri con diabete.
In primo luogo, il team di ricerca ha dimostrato che il tessuto del tubo neurale in cuccioli di topo di 8 giorni da madri con diabete conteneva marcatori di invecchiamento precoce. Questi marcatori non sono stati trovati nei cuccioli di madri che non avevano il diabete. I ricercatori hanno poi scoperto che le cellule con marcatori di invecchiamento precoce secernono una raffica di altri segnali chimici che causano la morte delle cellule vicine.
Successivamente, i ricercatori hanno trattato i cuccioli di topo di madri diabetiche con il farmaco antitumorale rapamicina, noto per prevenire il rilascio di segnali chimici tossici da parte delle cellule che invecchiano prematuramente. Hanno scoperto che i cuccioli di topo trattati con rapamicina avevano tubi neurali completamente formati come quelli che si trovano nei cuccioli nati da madri senza diabete.
“Questo farmaco essenzialmente ha fatto sì che le cellule senescenti si comportassero normalmente”, ha affermato il dott. Yang. Sfortunatamente, la rapamicina influenza troppi altri processi cellulari e può essere tossica, quindi non sarebbe un trattamento praticabile per prevenire i difetti del tubo neurale nei neonati umani.
“Il nostro prossimo passo è vedere se i difetti alla nascita del cuore e dei reni riscontrati nei feti nati da madri con diabete sono causati dallo stesso meccanismo di senescenza. Se è così, suggerirebbe che possiamo sviluppare un singolo trattamento più specializzato per questi processi di sviluppo per prevenire questo spettro di difetti alla nascita”, ha affermato Dean Reece. “Poiché le madri con diabete hanno figli con un tasso di difetti alla nascita cinque volte superiore rispetto alla popolazione generale e l’incidenza del diabete è in costante aumento, è imperativo sviluppare modi per prevenire la disabilità e promuovere nascite sane”.
Altri autori includono Cheng Xu, PhD, ricercatore associato presso il Dipartimento di ostetricia, ginecologia e scienze riproduttive; Wei-Bin Shen, PhD , assistente professore di ostetricia, ginecologia e scienze riproduttive e Christopher Harman, MD , Sylvan Frieman, MD Doted Professor e cattedra di ostetricia, ginecologia e scienze riproduttive presso UMSOM, insieme a Sunjay Kaushal di Ann & Robert H Lurie Children’s Hospital di Chicago e Hidetoshi Hasuwa della Keio University.
Questa ricerca è stata supportata da diverse sovvenzioni del National Institutes of Health e dell’Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development (NICHD) (HD100195, R01HD102206, R01HD099843), National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (NIDDK) ( R01DK083243, R01DK101972, R01DK103024) e National Heart, Lung and Blood Institute (NHLBI) (R01HL131737, R01HL134368, R01HL139060).