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In cammino versa la cura per il diabete: Il legame dello zinco: svelare il meccanismo della regolazione della pluripotenza mediata dalla metionina

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La differenziazione delle cellule staminali pluripotenti (PSC) è regolata attraverso un meccanismo mediato dalla metionina, che è stato ora individuato dai ricercatori della Tokyo Tech. Hanno rivelato che lo zinco (Zn) svolge un ruolo cruciale nel potenziamento del PSC. Hanno usato queste informazioni per progettare un protocollo per convertire le PSC in cellule ? pancreatiche che producono insulina, una terapia per il diabete ad alto potenziale.

La ricerca sulle cellule staminali ha guadagnato molta attenzione nel mondo della terapia medica. Le cellule staminali pluripotenti (PSC) possono autorinnovarsi e trasformarsi in diversi tipi di cellule nel corpo attraverso un processo chiamato differenziazione. Queste cellule hanno molteplici applicazioni, come la modellazione di malattie, la scoperta di farmaci e la terapia sostitutiva cellulare.

Un’area di interesse nella ricerca sulla PSC è il trattamento del diabete. Una caratteristica comune del diabete è avere cellule ? pancreatiche inefficaci o oberate di lavoro, cellule che producono insulina. Controllare la differenziazione delle PSC per produrre cellule ? è uno dei principali obiettivi della ricerca nel campo. Precedenti studi hanno dimostrato che la metionina, un aminoacido, svolge un ruolo importante nella differenziazione delle PSC. Ma il meccanismo preciso alla base di questo è stato, finora, sconosciuto.

Per trovare il pezzo mancante di questo puzzle, un team di ricercatori giapponesi, guidato dal Prof. Shoen Kume del Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), ha approfondito la regolazione della pluripotenza del PSC mediata dalla metionina. In un recente studio pubblicato su Cell Reports , i ricercatori hanno rivelato che il contenuto di zinco cellulare (Zn) ha svolto un ruolo cruciale nella differenziazione delle cellule staminali. Il Prof. Kume spiega: “Ricerche precedenti nell’area hanno dimostrato che se coltiviamo le PSC in un mezzo che è carente di metionina, porta a una riduzione della S-adenosil metionina intracellulare o SAM, che rende le PSC in uno stato di differenziazione potenziata . Ma il nostro studio ha ulteriormente identificato che lo zinco (Zn) è un obiettivo a valle del metabolismo della metionina e può potenziare la pluripotenza nei PSC indifferenziati.

In questo studio, il team di ricerca ha prima coltivato PSC in un ambiente privo di metionina. Hanno scoperto che la deprivazione di metionina non solo riduceva i livelli intracellulari di Zn legati alle proteine ??nelle cellule, ma sovraregolava anche SLC30A1 , un gene che produce un’importante proteina di trasporto di Zn.

Il team ha quindi coltivato hiPSC a basse concentrazioni di Zn. Hanno scoperto che un mezzo privo di Zn imitava parzialmente la deprivazione di metionina e portava a una diminuzione della crescita cellulare e a un aumento della differenziazione potenziata. Hanno anche scoperto che lo stato di privazione di Zn alterava anche il profilo del metabolismo della metionina ed eliminava gli hiPSC indifferenziati. Questi risultati hanno indicato che la differenziazione indotta dalla privazione della metionina avviene abbassando il contenuto di Zn nelle cellule.

Utilizzando le informazioni, il team ha quindi sviluppato una metodologia per generare cellule ? pancreatiche che producono insulina. “Il trapianto di cellule ? è un trattamento promettente per il diabete, ma c’è una scarsità di cellule donatrici per il trattamento, così come complicazioni immuno-correlate che possono derivare da questo trattamento. L’uso di PSC per produrre cellule ? geneticamente corrispondenti è un modo per superare questo problema”, spiega il prof. Kume.

Questi risultati indicano un legame tra la mobilitazione dello Zn e il potenziamento indotto dalla metionina delle PSC e forniscono una chiara direzione per la ricerca futura nel campo delle terapie con cellule staminali.


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Informazioni sull’Istituto di tecnologia di Tokyo

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