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I ricercatori del BIDMC scoprono un enzima chiave nella produzione di una nuova classe di lipidi con effetti potenzialmente terapeutici
Circa 422 milioni di persone nel mondo hanno il diabete e 1,5 milioni di decessi sono direttamente attribuiti al diabete ogni anno, secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità. Il diabete di tipo 1 è una condizione cronica in cui le cellule produttrici di insulina nel pancreas sono state danneggiate e non producono più insulina; Il diabete di tipo 2 si verifica quando il corpo diventa resistente o insensibile all’insulina. Entrambe le versioni della malattia provocano livelli elevati di glucosio nel sangue – o zucchero nel sangue – che possono portare nel tempo a gravi danni al cuore, ai vasi sanguigni, agli occhi, ai reni e ai nervi se non controllati dal trattamento. Sono stati sviluppati farmaci e dispositivi salvavita per i pazienti con diabete, ma molte persone continuano a lottare con uno scarso controllo della glicemia, che li espone ad alto rischio di complicanze.
Ora, gli endocrinologi del Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) hanno identificato un enzima chiave nella sintesi di una nuova classe di lipidi (o grassi), chiamati FAHFA, che sono prodotti nei tessuti umani e hanno effetti benefici sulla sensibilità all’insulina, sulla glicemia controllo e altri parametri correlati al metabolismo nell’uomo e nei topi. La scoperta, pubblicata su Nature , apre le porte a potenziali nuovi trattamenti per il diabete di tipo 1 e 2.
“L’obiettivo a lungo termine è sostituire in modo sicuro le cellule beta pancreatiche che producono insulina nelle persone con diabete di tipo 1, ma ciò richiederebbe un modo per proteggere quelle cellule dagli attacchi del sistema immunitario”, ha affermato Barbara B. Kahn, MD, che è vicepresidente per la strategia di ricerca presso il Dipartimento di Medicina del BIDMC. “Abbiamo dimostrato che questi lipidi FAHFA proteggono le cellule beta dall’attacco immunitario e dallo stress metabolico. Se potessimo aumentare i livelli di FAHFA, pensiamo che ciò potrebbe essere utile sia per il diabete di tipo 1 che per il diabete di tipo 2. La nostra nuova scoperta è una svolta perché, per la prima volta, sappiamo come vengono prodotti questi lipidi nei tessuti dei mammiferi”.
Nel 2014, il laboratorio di Kahn in collaborazione con Alan Saghatelian, ora professore al Salk Institute, ha scoperto la classe di lipidi precedentemente sconosciuta che hanno chiamato FAHFA (che sta per esteri di acidi grassi degli acidi grassi idrossilici). Nell’uomo, i livelli di FAHFA sono legati alla sensibilità all’insulina. I FAHFA migliorano il controllo della glicemia nei topi diabetici obesi, un modello di diabete di tipo 2, e riducono le risposte immunitarie proinfiammatorie che si traducono in una minore incidenza di diabete di tipo 1 nei topi. Questi lipidi proteggono anche le cellule umane che producono l’insulina, nota come cellule beta delle isole pancreatiche, dall’attacco delle cellule immunitarie e dallo stress cellulare. Inoltre, i livelli di questi lipidi sono bassi nel siero e nel tessuto adiposo delle persone a rischio o che hanno il diabete di tipo 2.
Nel presente studio, il laboratorio di Kahn in collaborazione con Saghatelian ha determinato che un enzima chiamato lipasi dei trigliceridi adiposi, o ATGL, svolge un ruolo chiave nella sintesi dei lipidi FAHFA. Gli esperimenti, condotti sui topi e sulle cellule umane e murine – guidati dal primo autore Rucha Patel, un borsista post-dottorato BIDMC, e dal secondo autore, Anna Santoro, un’istruttrice al BIDMC – hanno dimostrato che l’ATGL è il principale enzima biosintetico per i FAHFA nel grasso tessuti. Ulteriori lavori indagheranno se l’ATGL è anche il principale enzima biosintetico in altri tessuti e se enzimi aggiuntivi aiutano a sintetizzare i lipidi benefici.
La scoperta potrebbe in definitiva aprire la strada a nuove strategie terapeutiche per le persone con diabete.
Poiché gli esseri umani che sono sia obesi che resistenti all’insulina hanno livelli di ATGL più bassi nel tessuto adiposo bianco rispetto alle persone magre o alle persone che sono sia obese che insulino-sensibili, gli scienziati sospettano che l’ATGL possa contribuire alla riduzione dei FAHFA nelle persone insulino-resistenti e da qui al rischio o alla gravità del diabete di tipo 2.
“Idealmente, le nuove scoperte potrebbero essere utilizzate per aumentare i livelli di FAHFA nelle persone a rischio di diabete di tipo 2 per prevenirlo, o per migliorare il controllo della glicemia nelle persone che hanno già il diabete di tipo 2″, ha affermato Kahn, che è anche il Minot Professore di Medicina alla Harvard Medical School e membro della National Academy of Sciences. “Inoltre, queste nuove scoperte potrebbero essere utilizzate per aumentare i livelli di FAHFA nelle persone a rischio di diabete di tipo 1 per prevenirlo, come abbiamo fatto nei topi. Comprendere la regolazione dell’ATGL potrebbe portare a strategie per aumentare questi lipidi benefici nelle malattie metaboliche e immuno-mediate”.
I coautori includevano Peter Hofer, Monika Oberer e Rudolph Zechner dell’Università di Graz; Dan Tan e Alan Saghatelian del Salk Institute for Biological Studies; Andrew T. Nelson, Srihari Konduri e Dionicio Siegel dell’Università della California – San Diego.
Informazioni su Beth Israel Deaconess Medical Center
Beth Israel Deaconess Medical Center è un’affiliata per la cura dei pazienti, l’insegnamento e la ricerca della Harvard Medical School e si classifica costantemente come leader nazionale tra gli ospedali indipendenti nei finanziamenti del National Institutes of Health. BIDMC è l’ospedale ufficiale dei Boston Red Sox.
Beth Israel Deaconess Medical Center fa parte di Beth Israel Lahey Health, un sistema sanitario che riunisce centri medici accademici e ospedali universitari, ospedali di comunità e specialistici, oltre 4.800 medici e 36.000 dipendenti in una missione condivisa per espandere l’accesso a cure di qualità e far progredire la scienza e la pratica della medicina attraverso ricerche e istruzione rivoluzionarie.