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I ricercatori bioingegnerizzano un pancreas endocrino per il diabete di tipo 1

pancreas

Il trapianto di tessuto insulare del donatore in un omento bioingegnerizzato, il tessuto adiposo che si estende dallo stomaco all’intestino, ha normalizzato i livelli di glucosio nel sangue nei primati non umani con diabete di tipo 1.

Punti chiave

  • Il trapianto di tessuto insulare del donatore in un omento bioingegnerizzato, il tessuto adiposo che si estende dallo stomaco all’intestino, ha normalizzato i livelli di glucosio nel sangue nei primati non umani con diabete di tipo 1.
  • I risultati rivelano una promettente strategia alternativa per il trapianto di isole nel trattamento del diabete di tipo 1, in particolare nel campo della terapia basata sulle cellule staminali.

Nelle persone con diabete di tipo 1, il sistema immunitario del corpo attacca e distrugge le cellule beta produttrici di insulina che controllano i livelli di glucosio nel sangue e fanno parte di un gruppo di cellule del pancreas chiamate isole pancreatiche. In una ricerca pubblicata su  Cell Reports Medicine , un team guidato da ricercatori del Massachusetts General Hospital (MGH), membro fondatore del Mass General Brigham, ha recentemente sviluppato un modo efficiente per trapiantare le isole pancreatiche e ha dimostrato che il metodo può effettivamente invertire il diabete di tipo 1 in primati non umani.

Il trapianto di isole pancreatiche è un promettente approccio terapeutico per il diabete di tipo 1; tuttavia, i metodi attuali, che comportano il trapianto di isole nel fegato, sono inefficienti e possono provocare la perdita di almeno la metà delle cellule beta trapiantate a causa di un attacco immunitario. Inoltre, il fegato può accogliere solo un volume limitato di tessuto trapiantato. Gli scienziati si sono chiesti se un sito alternativo potrebbe fornire un ambiente più ospitale e portare a risultati migliori. Un sito promettente è l’omento, il tessuto adiposo che inizia nello stomaco e copre l’intestino.

Per ottimizzare l’omento come sito di trapianto in un individuo, i ricercatori hanno utilizzato la trombina ricombinante topica (che interrompe l’emorragia), un enzima e il plasma del ricevente per progettare una matrice biodegradabile mediante la quale le isole del donatore vengono immobilizzate sull’omento. Quando questa strategia è stata utilizzata insieme a una terapia immunosoppressiva per proteggere le isole dall’attacco immunitario, il metodo ha normalizzato i livelli di glucosio nel sangue e ripristinato la secrezione di insulina sensibile al glucosio in tre primati non umani con diabete di tipo 1 per tutto il tempo in cui gli animali sono stati testati. “Il raggiungimento del controllo glicemico completo è attribuito all’approccio di bioingegneria che facilita il processo di rivascolarizzazione e reinnervazione per le isole trapiantate”, afferma il primo autore  Hong Ping Deng, MD, MSc, un ricercatore di Chirurgia dei Trapianti presso MGH. “che è la prima volta che una tale dimostrazione è stata fatta in un modello di primate non umano”.

“Questo studio pre-clinico può informare lo sviluppo di nuove strategie per la sostituzione delle cellule ? nel diabete e potrebbe cambiare l’attuale paradigma del trapianto clinico di isole pancreatiche”, afferma l’autore corrispondente senior Ji Lei, MD, MBA, MSc, un ricercatore medico  principale  di Chirurgia dei trapianti presso MGH e assistente professore di Chirurgia presso la Harvard Medical School. “È in programma uno studio clinico per testare questo approccio”.

Lei, che è anche direttore della struttura cGMP del servizio speciale per l’elaborazione di cellule e isole umane presso MGH, osserva che oltre al trapianto di isole da donatori, i ricercatori stanno anche studiando la potenziale ampia applicazione del trapianto di isole derivate da cellule staminali, che hanno curato un paziente con diabete di tipo 1 per la prima volta nella storia umana nel 2022 e potrebbe offrire una scorta infinita di tessuto trapiantabile. Ci sono preoccupazioni su questo approccio, tuttavia, inclusa la possibilità di sviluppo del tumore. A differenza del fegato, l’omento è facilmente accessibile per scopi di monitoraggio e il suo stato di sito non vitale può consentire la rimozione del tessuto trapiantato in caso di complicazioni, con isole derivate da cellule staminali o isole da donatori. Inoltre, il sito omentale ingegnerizzato può ospitare molti altri tipi di cellule geneticamente modificate,

Il coautore  James F. Markmann, MD, PhD,  capo della Divisione di chirurgia dei trapianti e direttore delle operazioni cliniche presso il Centro trapianti di MGH, sottolinea che lo studio sui primati non umani è un modello animale preclinico altamente traslativo. “L’applicazione di questa strategia, in particolare nella terapia basata sulle cellule staminali, ha il potenziale per rivoluzionare il paradigma per il trattamento dei pazienti con diabete di tipo 1”, afferma.

Altri coautori includono Alexander Zhang, Dillon Ren Rong Pang, Yinsheng Xi, Zhihong Yang, Rudy Matheson, Guoping Li, Hao Luo, Kang M. Lee, Qiang Fu, Zhongliang Zou, Tao Chen, Zhenjuan Wang, Ivy A. Rosales, Cole W. Peters, Jibing Yang, María M. Coronel, Esma S. Yolcu, Haval Shirwan e Andrés J. García.

Questo lavoro è stato sostenuto dalla Juvenile Diabetes Research Foundation e dal National Institutes of Health.

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