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Occorre nodificare il sistema immunitario del corpo per aiutare a curare il diabete di tipo 1

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Gli scienziati dell’Università del Missouri collaborano con Harvard, Georgia Tech, per sviluppare un nuovo trattamento del diabete che prevede il trapianto di cellule del pancreas che producono insulina.

Il nuovo biomateriale previene il rigetto dei trapianti per il diabete di tipo 1

n un nuovo studio, un team di ricercatori dell’Università del Missouri, della Georgia Tech e dell’Università di Harvard ha dimostrato l’uso riuscito di un nuovo trattamento del diabete di tipo 1 in un grande modello animale. Il loro approccio prevede il trapianto di cellule del pancreas che producono insulina – chiamate isole pancreatiche – da un donatore a un ricevente, senza la necessità di farmaci immunosoppressori a lungo termine.

Nelle persone che convivono con il diabete di tipo 1, il loro sistema immunitario può funzionare male, provocando un attacco da solo, ha affermato Haval Shirwan, professore di salute infantile e microbiologia molecolare e immunologia presso la MU School of Medicine , e uno degli autori principali dello studio.

“Il sistema immunitario è un meccanismo di difesa strettamente controllato che garantisce il benessere degli individui in un ambiente pieno di infezioni”, ha affermato Shirwan. “Il diabete di tipo 1 si sviluppa quando il sistema immunitario identifica erroneamente le cellule produttrici di insulina nel pancreas come infezioni e le distrugge. Normalmente, una volta eliminato un pericolo o una minaccia percepiti, il meccanismo di comando e controllo del sistema immunitario si attiva per eliminare le cellule canaglia. Tuttavia, se questo meccanismo fallisce, possono manifestarsi malattie come il diabete di tipo 1″.

Il diabete colpisce la capacità del corpo di produrre o utilizzare l’insulina, un ormone che aiuta a regolare il modo in cui lo zucchero nel sangue viene utilizzato nel corpo. Le persone che convivono con il diabete di tipo 1 non producono insulina e quindi non sono in grado di controllare i livelli di zucchero nel sangue. Quella perdita di controllo può portare a complicazioni pericolose per la vita come malattie cardiache, danni ai reni e danni agli occhi.

Negli ultimi due decenni, Shirwan ed Esma Yolcu, professore di salute infantile e microbiologia molecolare e immunologia presso la MU School of Medicine, hanno preso di mira un meccanismo, chiamato apoptosi, che distrugge le cellule immunitarie “canaglie” causando il diabete o il rigetto dei trapianti. isole pancreatiche attaccando una molecola chiamata FasL alla superficie delle isole.

“Un tipo di apoptosi si verifica quando una molecola chiamata FasL interagisce con un’altra molecola chiamata Fas su cellule immunitarie canaglia e le fa morire”, ha affermato Yolcu, uno dei primi autori dello studio. “Pertanto, il nostro team ha aperto la strada a una tecnologia che ha consentito la produzione di una nuova forma di FasL e la sua presentazione su cellule di isole pancreatiche trapiantate o microgel per prevenire il rigetto delle cellule canaglia. Dopo il trapianto di cellule insulari pancreatiche che producono insulina, le cellule canaglia si mobilitano nell’innesto per la distruzione, ma vengono eliminate da FasL che coinvolge Fas sulla loro superficie.

Un vantaggio di questo nuovo metodo è l’opportunità di rinunciare potenzialmente per tutta la vita all’assunzione di farmaci immunosoppressori, che contrastano la capacità del sistema immunitario di cercare e distruggere un corpo estraneo quando introdotto nel corpo, come un organo o, in questo caso, una cellula, trapianto.

“Il problema principale con i farmaci immunosoppressori è che non sono specifici, quindi possono avere molti effetti avversi, come alti casi di sviluppo del cancro”, ha detto Shirwan. “Quindi, usando la nostra tecnologia, abbiamo trovato un modo per modulare o addestrare il sistema immunitario ad accettare e non rifiutare queste cellule trapiantate”.

Il loro metodo utilizza la tecnologia inclusa in un brevetto statunitense depositato dall’Università di Louisville e Georgia Tech, e da allora è stato autorizzato da una società commerciale con l’intenzione di perseguire l’approvazione della FDA per i test sull’uomo. Per sviluppare il prodotto commerciale, i ricercatori della MU hanno collaborato con Andres García e il team della Georgia Tech per attaccare FasL alla superficie dei microgel con una prova di efficacia in un piccolo modello animale. Quindi, si sono uniti a Jim Markmann e Ji Lei di Harvard per valutare l’efficacia della tecnologia del microgel FasL in un modello animale di grandi dimensioni, che è stato pubblicato in questo studio.

Incorporando la potenza di NextGen

Questo studio rappresenta una pietra miliare significativa nel processo di ricerca da banco al letto del paziente, ovvero il modo in cui i risultati di laboratorio vengono incorporati direttamente nell’uso da parte dei pazienti al fine di aiutare a curare diverse malattie e disturbi, un segno distintivo dell’iniziativa di ricerca più ambiziosa di MU, NextGen Precision Initiative Health .

Evidenziando la promessa di un’assistenza sanitaria personalizzata e l’impatto di una collaborazione interdisciplinare su larga scala, l’iniziativa NextGen Precision Health sta riunendo innovatori come Shirwan e Yolcu da tutta la MU e le altre tre università di ricerca del sistema UM alla ricerca di progressi nella salute di precisione che cambiano la vita . È uno sforzo collaborativo per sfruttare i punti di forza della ricerca di MU verso un futuro migliore per la salute dei Missouri e oltre. L’edificio Roy Blunt NextGen Precision Health presso l’MU rafforza l’iniziativa generale e amplia la collaborazione tra ricercatori, medici e partner del settore nella struttura di ricerca all’avanguardia.

“Penso che trovarsi nell’istituto giusto con accesso a una grande struttura come l’edificio Roy Blunt NextGen Precision Health, ci consentirà di basarci sui nostri risultati esistenti e adottare le misure necessarie per approfondire la nostra ricerca e apportare i miglioramenti necessari, più velocemente ”, ha detto Yolcu.

Shirwan e Yolcu, che sono entrati a far parte della facoltà della MU nella primavera del 2020, fanno parte del primo gruppo di ricercatori a iniziare a lavorare nell’edificio NextGen Precision Health e, dopo aver lavorato alla MU per quasi due anni, sono ora tra i primi ricercatori di NextGen far accettare e pubblicare un documento di ricerca in una rivista accademica di grande impatto e sottoposta a revisione paritaria.

” I microgel FasL inducono l’accettazione immunitaria degli allotrapianti di isole nei primati non umani “, è stato pubblicato su Science Advances , una rivista pubblicata dall’American Association for the Advancement of Science (AAAS). Il finanziamento è stato fornito da sovvenzioni della Juvenile Diabetes Research Foundation (2-SRA-2016-271-SB) e del National Institutes of Health (U01 AI132817), nonché da una borsa di studio post-dottorato della Juvenile Diabetes Research Foundation e da un laureato della National Science Foundation Borsa di ricerca. Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresenta necessariamente il punto di vista ufficiale delle agenzie di finanziamento.

Altri autori dello studio includono Ji Lei, Hongping Deng, Zhihong Yang, Kang Lee, Alexander Zhang, Cole Peters, Zhongliang Zou, Zhenjuan Wang, Ivy Rosales e James Markmann ad Harvard; Michael Hunckler e Andrés J. García al Georgia Institute of Technology (Georgia Tech); Hao Luo presso il General Hospital of Western Theatre Command di Chengdu, in Cina; Tao Chen alla Xiamen University Medical School di Xiamen, Cina; e Colleen McCoy al Massachusetts Institute of Technology. Gli autori dello studio desiderano inoltre ringraziare Jessica Weaver, Lisa Kojima, Haley Tector, Kevin Deng, Rudy Matheson e Nikolaos Serifis per i loro contributi tecnici.

Si segnalano anche potenziali conflitti di interesse. Tre degli autori dello studio, García, Shirwan e Yolcu, sono gli inventori di una domanda di brevetto statunitense depositata dall’Università di Louisville e dalla Georgia Tech Research Corporation (16/492441, depositata il 13 febbraio 2020). Inoltre, García e Shirwan sono co-fondatori di iTolerance e García, Shirwan e Markmann fanno parte del comitato scientifico di iTolerance.

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