Isole pancreatiche prodotte in vitro

Attualmente, possiamo ripristinare la secrezione di insulina trapiantando cellule beta isolate dal pancreas di un donatore di organi. Tuttavia, il trattamento è poco diffuso per due ragioni:

• scarsità di donatori (e sono necessarie cellule di almeno due donatori per curare un singolo paziente);
• necessità di ricorrere a farmaci immunosoppressori per tutta la vita.

La ricerca guidata dal Prof. Otonkoski mira a risolvere almeno il primo di questi problemi e ha segnato una svolta nella lotta contro il diabete. Il suo lavoro è, in un certo senso, la base su cui sorgono molte delle altre ricerche in questo ambito. Il suo team ha infatti usato le cellule staminali per sviluppare cellule che simulano le isole pancreatiche, sia in termini di struttura che di funzione.

In un primo momento, i ricercatori si sono limitati alle colture cellulari; i risultati sono stati immediatamente positivi. Come ha riportato Väinö Lithovius, membro del gruppo di ricerca:

“la secrezione di insulina è stata regolata come al solito nelle cellule e le cellule hanno risposto ai cambiamenti del livello di glucosio con un’efficacia superiore a quella delle isole pancreatiche isolate da donatori di organi” utilizzate come controlli.

Constati gli effetti positivi in vitro, i ricercatori hanno convalidato l’efficacia delle cellule beta derivate da staminali (SC-islets) anche in studi su modelli animali.

Come racconta la ricercatrice Jonna Saarimäki-Vire, responsabile del trapianto cellulare, le cellule beta trapiantate hanno mostrato subito effetti importanti: i livelli di glucosio nel sangue delle cavie sono passati da 8-10 millimolari a circa 4-5 millimolari, dimezzandosi.

Nonostante i risultati estremamente buoni del primo studio, questi non sono stati sufficienti per la sperimentazione umana. Sono infatti emersi difetti nella regolazione metabolica, come difetti nel metabolismo del piruvato che avrebbero potuto provocare anomalie neurologiche.

Indagini successive di follow-up hanno chiarito che l’ambiente biologico dopo il trapianto (l’ambiente in vivo) è essenziale per completare la maturazione delle SC-islets e, soprattutto, per limitare i problemi di cui sopra.

Una volta impiantate nei modelli animali, le cellule manifestano una maturazione metabolica robusta e prolungata. Ciò significa che l’impianto cellulare è fondamentale non solo per ottenere fisicamente le cellule, ma anche per “incubarle” e per farle sviluppare in modo corretto, facendole assomigliare molto di più alle isole pancreatiche umane.