I ricercatori sono recentemente riusciti a curare il diabete di tipo 1 trapiantando nel paziente cellule pancreatiche che producono insulina.

Scienziati dell’Università del Missouri stanno collaborando con Harvard e Georgia Tech per creare un nuovo trattamento per il diabete che comporti il ​​trapianto di cellule pancreatiche che producono insulina

Si stima che il diabete di tipo 1 colpisca circa 1,8 milioni di americani. Sebbene il diabete di tipo 1 si manifesti più spesso durante l’infanzia o l’adolescenza, può manifestarsi nell’età adulta.

Nonostante la ricerca attiva, non esiste una cura per il diabete di tipo 1. I metodi di trattamento includono l’assunzione di insulina, il monitoraggio della dieta, il controllo dei livelli di zucchero nel sangue e l’esercizio fisico regolare. Gli scienziati hanno recentemente scoperto un nuovo metodo di trattamento che mostra risultati promettenti.

Un gruppo di ricercatori di Università del MissouriE il Istituto di tecnologia della GeorgiaE il Università di Harvard Il successo nell’uso di un nuovo trattamento per il diabete di tipo 1 in un modello animale di grandi dimensioni è dimostrato in un nuovo studio pubblicato in progresso della scienza Il 13 maggio. Il loro metodo prevede il trasferimento di cellule pancreatiche che producono insulina, note come isole pancreatiche, da un donatore a un ricevente senza la necessità di farmaci immunosoppressori a lungo termine.

Secondo Haval Shirwan, MD, professore di salute infantile, microbiologia molecolare e immunologia presso la MU School of Medicine e uno degli autori principali dello studio, le persone con diabete di tipo 1 potrebbero avere un sistema immunitario malfunzionante, che li induce a prendere di mira se stessi.

“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 e distrugge le cellule che producono insulina nel pancreas come un’infezione. Di solito, una volta eliminato il pericolo o la minaccia percepiti, il meccanismo di comando e controllo del sistema immunitario inizia a eliminare le cellule canaglia. Tuttavia, se questo meccanismo fallisce, possono emergere malattie come il diabete di tipo 1”.

Il diabete compromette la capacità del corpo di produrre o utilizzare l’insulina, un ormone che aiuta a regolare il metabolismo della glicemia. Le persone con diabete di tipo 1 non possono controllare i livelli di zucchero nel sangue perché non producono insulina. Questa mancanza di controllo può portare a problemi potenzialmente letali tra cui malattie cardiache, danni ai reni e perdita della vista.

Shirwan ed Esma Yolko, professore di salute infantile, microbiologia e immunologia presso la MU School of Medicine, hanno trascorso gli ultimi due decenni prendendo di mira il meccanismo apoptotico che impedisce alle cellule immunitarie “canaglie” di causare il diabete o di respingere le isole pancreatiche trapiantate legandosi a una molecola chiamata FasL. sulla superficie delle isole.

“Un tipo di morte cellulare programmata si verifica quando una molecola chiamata FasL interagisce con un’altra molecola chiamata Fas su cellule immunitarie canaglia, facendole morire”, ha affermato Yolko, uno dei primi autori dello studio. “Pertanto, il nostro team ha aperto la strada alla tecnologia che ha consentito di produrre e presentare una nuova forma di FasL alle cellule delle isole pancreatiche trapiantate o ai microgel per prevenirne il rigetto da parte delle cellule canaglia. Dopo il trapianto di cellule delle isole pancreatiche che producono insulina, le cellule canaglia si spostano nell’innesto per la distruzione, ma vengono eliminati impegnando FasL sulla loro superficie.

Haval Shirwan ed Esma Yolko lavorano nel loro laboratorio nell’edificio NextGen Precision Health Roy Planet. Credito: Università del Missouri

Un vantaggio di questo nuovo metodo è l’opportunità di rinunciare ai farmaci immunosoppressori per tutta la vita, che annullano 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, un organo trapianto.

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

Il loro metodo utilizza la tecnologia incorporata in un brevetto statunitense depositato dall’Università di Louisville e Georgia Tech e da allora è stato autorizzato da una società commerciale che ha in programma di perseguire l’approvazione della FDA per i test sull’uomo. Per sviluppare il prodotto commerciale, i ricercatori di MU hanno collaborato con Andres García e il team della Georgia Tech per attaccare FasL alla superficie dei microgel con efficacia dimostrata in un piccolo modello animale. Successivamente, hanno unito le forze con Jim Markmann e Ji Lei dell’Università di Harvard per valutare l’efficacia della tecnica FasL-microgel in un modello animale di grandi dimensioni, che è stato pubblicato in questo studio.

Haval Shirwan osserva un campione attraverso un microscopio nel suo laboratorio nell’edificio Roy Planet NextGen Precision Health. Credito: Università del Missouri

Incorporando la potenza di NextGen

Questo studio rappresenta una pietra miliare significativa nel processo di ricerca da banco a letto, o come i risultati di laboratorio sono direttamente integrati nel loro uso da parte dei pazienti per aiutare a curare varie malattie e disturbi, un segno distintivo dell’iniziativa di ricerca più ambiziosa della MU, la NextGen Precision Health Initiative .

Evidenziando la promessa di un’assistenza sanitaria personalizzata e l’impatto della collaborazione multidisciplinare su larga scala, l’iniziativa NextGen Precision Health riunisce innovatori come Shirwan e Yolcu provenienti da MU e altre tre università di ricerca di UM alla ricerca di progressi sanitari critici e 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 residenti del Missouri e oltre. Il Roy Blunt NextGen Precision Health Building in MU sostiene l’iniziativa globale e amplia la collaborazione tra ricercatori, medici e partner del settore in una struttura di ricerca all’avanguardia.

“Credo che l’essere nell’organizzazione giusta con accesso a una struttura fantastica come l’edificio Roy Blunt NextGen Precision Health, ci consentirà di basarci sui nostri risultati attuali e adottare le misure necessarie per continuare la nostra ricerca e apportare più rapidamente i miglioramenti necessari “, ha detto Yolko.

Haval Shirwan e Asma Yolko. Credito: Università del Missouri

Shirwan e Yolko, 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 al NextGen Precision Health Building e, dopo aver lavorato presso la MU per quasi due anni, sono ora tra i primi ricercatori NextGen per essere accettato per un documento di ricerca cartaceo e pubblicato in una rivista accademica peer-reviewed e di grande impatto.

Riferimento: “I microgel FasL inducono l’accettazione immunitaria di allotrapianti di isole in primati non umani” di J. Lee, Maria M. Coronel, Esma S.; Yolko, Hongbingding, Orlando Grimani Nono, Michael de Honkler, Fahab Ulker, Zhihong Yang, Kang Im. Lee, Alexander Zhang, Hao Luo, Cole W. Peters, Zhongliang Zou, Tao Chen, Zhenjuan Wang, Colleen S. McCoy, Ivy A. Rosales, James F. Markmann, Haval Shirwan e Andrés J. García, 13 maggio 2022, progresso della scienza.
DOI: 10.1126 / sciadv.abm9881

Il finanziamento è stato fornito attraverso sovvenzioni dalla Juvenile Diabetes Research Foundation (2-SRA-2016-271-SB) e dal National Institutes of Health (U01 AI132817), nonché da una borsa di studio post-dottorato della Juvenile Diabetes Research Foundation e una borsa di studio per la ricerca sui laureati della National Science Foundation . Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresenta necessariamente il punto di vista ufficiale delle agenzie di finanziamento.

Gli autori dello studio vorrebbero anche esprimere il loro apprezzamento a Jessica Weaver, Lisa Kojima, Haley Tector, Kevin Ding, Rudi Matheson e Nicholas Serevis per i loro contributi artistici.

Sono stati inoltre rilevati 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 consultivo scientifico di iTolerance.