Ricerca

Medicina personalizzata – Cellule epatiche funzionanti indotte dal tessuto cutaneo

Adv

Studio sperimentale

Il ciclo dell’urea è responsabile della rimozione dei rifiuti azotati prodotti dalla scomposizione delle proteine nell’organismo. Se l’enzima OTC manca in questo ciclo, l’accumulo di ammoniaca sale a livelli tossici. Una carenza di OTC è il disturbo più comune nel ciclo dell’urea. Non poteva essere curato con i farmaci fino ad ora.

Adv

Il gene OTC si trova sul cromosoma sessuale (cromosoma X). Ciò significa che la manifestazione del disturbo è solitamente più debole nei neonati di sesso femminile. Tuttavia, nei neonati maschi, che hanno un cromosoma X e uno Y, una carenza del gene OTC ha un effetto drammatico: nei neonati, la tossicità dell’ammoniaca dovuta alla carenza di OTC è spesso fatale. Il team di ricerca ha cercato modi per testare i farmaci in laboratorio contro la carenza di OTC.

MAFLD vs. NAFLD: caratteristiche condivise e potenziali cambiamenti in epidemiologia, fisiopatologia, diagnosi e farmacoterapia
(PRNewsfoto/Chinese Medical Journal)

Creato un modello iniziale

In primo luogo, il team di ricerca ha generato cellule epatiche dal tessuto cutaneo dei pazienti in un processo elaborato. Ha funzionato in questo modo: inizialmente, un campione di tessuto della pelle è stato prelevato da pazienti con deficit di OTC e da un gruppo di controllo (individui sani). In un processo complesso, i campioni sono stati differenziati in modo che funzionassero come cellule staminali. Questo processo ingegneristico è stato sviluppato da Shin’Ya Yamanaka, per il quale è stato insignito del Premio Nobel per la Medicina nel 2012. “Utilizzando la tecnologia delle cellule staminali indotte, siamo riusciti a generare cellule epatiche che funzionano in gran parte come le cellule epatiche dei pazienti”, spiega il dott. .med. Alexander Lämmle, medico senior presso il Dipartimento di Pediatria e l’Istituto universitario di chimica clinica dell’Inselspital. “Tuttavia, abbiamo osservato che le cellule epatiche indotte espellono significativamente meno urea rispetto alle cellule epatiche sane e reali, e questo è indipendente dal fatto che provengano da controlli sani o da pazienti con ciclo dell’urea “. I ricercatori sono stati in grado di determinare il motivo di questo comportamento. Le cellule staminali tecnologicamente ingegnerizzate erano caratterizzate da una completa mancanza di acquaporina 9, una proteina di trasporto nella membrana cellulare. La ragione di questa carenza è il carattere fetale ancora immaturo delle cellule epatiche artificiali.

Acquaporina 9: la chiave per una cellula epatica artificiale funzionante,

Le acquaporine organizzano il trasporto dell’acqua e di alcune sostanze attraverso la membrana cellulare. Aquaporin 9 è responsabile del trasporto dell’urea. In una fase successiva, i ricercatori hanno sviluppato un processo in cui la formazione di acquaporina 9 è indotta nelle cellule staminali. Di conseguenza, le cellule epatiche prodotte tecnologicamente hanno cambiato il loro comportamento. Sono stati in grado di scomporre l’ammoniaca in urea ed espellere l’urea, proprio come fanno le cellule sane. Ciò fornisce la base per una procedura di test funzionante con cellule epatiche artificiali.

Uso di cellule artificiali: test di agenti terapeutici

La carenza di OTC è caratterizzata dal fatto che le complesse strutture proteiche OTC non funzionano correttamente. Hanno bisogno, come la maggior parte delle proteine ????più grandi, di aiutanti o accompagnatori per assemblarsi e funzionare correttamente. Prof. Dott. med. Johannes Häberle del Children Research Center dell’University Hospital di Zurigo spiega: “Gli accompagnatori assicurano che le molecole dell’enzima siano piegate correttamente e che l’enzima sia preparato correttamente per il suo utilizzo o ripristinato in seguito. Il nuovo modello di test viene ora utilizzato per testare gli accompagnatori OTC per saperne di più sulla carenza di OTC e, naturalmente, sulle possibili terapie”.

Lo studio è pubblicato sulla rivista scientifica Hepatology il 16 novembre 2022.