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USA: una sovvenzione da $ 6 milioni del NHI lancia il consorzio UC San Diego per studiare le cellule che producono insulina

Cellula beta: si tratta di tessuto pancreatico derivato da cellule staminali con insulina rappresentata in rosso e glucagone in verde.
CREDITO: UC San Diego Scienze della salute

Il sequenziamento del genoma umano – un’impresa compiuta nel 2003 – ha fornito l’elenco degli ingredienti che compongono un essere umano, ma non le istruzioni che spiegano come tali ingredienti vengono utilizzati da ciascun tipo di cellula per creare “pasti” complessi. In altre parole, solo perché conosciamo la sequenza del DNA in una cellula, non significa necessariamente che sappiamo come queste istruzioni informano la funzione cellulare, o come le variazioni genetiche influenzano la funzione e il rischio di malattia.

Per aiutare a colmare il divario tra genotipo (sequenza del DNA) e fenotipo (comportamento cellulare), il National Human Genome Research Institute, parte del National Institutes of Health, ha lanciato un nuovo Impact of Genomic Variation on Function Consortium .

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Come parte del nuovo programma, i ricercatori della University of California San Diego School of Medicine riceveranno 6,4 milioni di dollari in sovvenzioni per studiare come i segnali esterni e le variazioni genetiche influenzano il comportamento di un tipo di cellula in particolare: le cellule beta che producono insulina nel pancreas.

“Abbiamo in programma di sviluppare una tabella di marcia delle variazioni genetiche, rilevanti nelle cellule beta, per prevedere i cambiamenti nella produzione di insulina – informazioni importanti che potrebbero consentirci di prevenire e curare meglio il diabete”, ha affermato il capo del team Maike Sander, MD, professore e direttore del Centro di ricerca sul diabete pediatrico presso la School of Medicine della UC San Diego.

Le cellule beta producono l’ormone insulina in risposta all’aumento dei livelli di zucchero nel sangue, come avviene dopo un pasto. L’insulina aiuta le altre cellule ad assorbire e utilizzare lo zucchero per produrre energia.

Nel diabete di tipo 1, il sistema immunitario di una persona attacca erroneamente le cellule beta, quindi non producono insulina. Nel diabete di tipo 2, le cellule beta non producono abbastanza insulina e altre cellule smettono di rispondere ad essa. In entrambi i casi, elevate quantità di zucchero lasciate in circolo nel sangue possono danneggiare il sistema circolatorio, nervoso e altri sistemi del corpo. È un attento equilibrio, tuttavia: se le cellule beta producessero troppa insulina, rimarrebbe troppo poco zucchero nel sangue per mantenere in vita una persona.

Sander è un medico-scienziato specializzato in biologia delle cellule beta e diabete. Il team di ricercatori comprende un gruppo multidisciplinare di esperti: Bing Ren della UC San Diego School of Medicine, PhD, professore, direttore del Center for Epigenomics e membro della branca di San Diego del Ludwig Institute for Cancer Research (tecnologie a cella singola e epigenomica); Hannah Carter, PhD, professore associato (modellazione di rete); e Kyle Gaulton, PhD, assistente professore (genetica umana e genomica).

Il team ha precedentemente costruito modelli di cellule beta basati su cellule staminali umane in laboratorio e mappe genomiche che descrivono in dettaglio come vengono regolati i vari geni delle cellule beta. Possono anche utilizzare l’editing genico CRISPR per ricapitolare le varianti geniche che possono influenzare la produzione e la secrezione di insulina.

Con il nuovo finanziamento, il team utilizzerà i propri modelli di cellule beta per dettagliare in che modo i segnali esterni determinano la produzione di insulina. Esamineranno 10 diversi stimoli noti per modificare la secrezione di insulina, tra cui zucchero, altri nutrienti e ormoni dipendenti dal cibo, e determineranno come il genoma delle cellule beta e il rilascio di insulina cambiano in risposta a quegli stimoli in vari periodi di tempo.

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