Aumentare i livelli di una determinata proteina nelle cellule staminali del sangue in modo che il sistema immunitario smetta di attaccare le cellule di insulina nel pancreas potrebbe essere un modo per fermare il diabete di tipo 1, secondo un nuovo studio riportato in.
I ricercatori guidati da quelli del Boston Children’s Hospital di Boston della Harvard Medical School hanno scoperto che potevano invertire iperglicemia nei topi diabetici modificando le loro cellule staminali del sangue difettose per aumentare la produzione di una proteina chiamata PD-L1.
Nel diabete di tipo 1, il pancreas non riesce a produrre abbastanza insulina. Senza un’insulina sufficiente, il corpo non può convertire lo zucchero nel sangue o il glucosio in energia per le cellule, con il risultato che si accumula nel sangue.
Nel tempo, glicemia alta o iperglicemia, porta a gravi complicazioni come problemi alla vista e danni ai vasi sanguigni, ai nervi e ai reni.
Il sistema immunitario attacca le cellule beta
Circa il 5% dei 23,1 milioni di persone con diagnosi di diabete negli Stati Uniti ha il diabete di tipo 1.
Il corpo produce insulina nel pancreas, che è un organo che si trova appena dietro lo stomaco. Contiene cellule beta produttrici di insulina che normalmente rilevano i livelli di glucosio nel sangue e rilasciano la giusta quantità di insulina per mantenere normali i livelli di zucchero.
Nel diabete di tipo 1, un difetto nel sistema immunitario rende le cellule T infiammatorie – che di solito reagiscono a materiale “estraneo” – attaccano le cellule beta del pancreas. Nessuno sa esattamente come ciò avvenga, ma gli scienziati sospettano che un virus o qualche altro fattore scatenante nell’ambiente lo faccia scattare in persone con determinati geni ereditari.
Il “Santo Graal” degli scienziati che cercano una cura per il diabete di tipo 1 è quello di trovare un modo per prevenire o fermare l’attacco immunitario sulle cellule beta.
Sono stati sperimentati diversi approcci, inclusi i farmaci “citostatici” per arrestare l’attività cellulare, i vaccini che cercano di alterare la risposta immunitaria e i trattamenti che utilizzano cellule staminali prelevate da cordoni ombelicali.
“Cellule staminali del sangue difettose”
Un approccio che ha mostrato più promesse è il “trapianto di midollo osseo autologo”, che cerca di “riavviare” il sistema immunitario di una persona usando le proprie cellule staminali che formano il sangue. Tuttavia, anche questo metodo non ha dimostrato di essere efficace quanto i medici avevano sperato che sarebbe stato.
Ora, nel nuovo studio, i ricercatori – guidati dal ricercatore senior Paolo Fiorina, un assistente professore di pediatria all’ospedale pediatrico di Boston della Harvard Medical School – potrebbero aver scoperto perché i trattamenti che utilizzano le cellule staminali del sangue della persona potrebbero non funzionare sempre.
“Abbiamo scoperto che nel diabete”, spiega il Prof. Fiorina, “le cellule staminali del sangue sono difettose, promuovendo l’infiammazione e probabilmente portando alla comparsa della malattia”.
Il difetto che hanno scoperto è che le cellule staminali del sangue – cioè le cellule progenitrici che danno origine a cellule mature – non producono abbastanza proteine chiamate PD-L1 che regrediscono all’attacco da parte delle cellule T.
Hanno trovato questo usando il profilo di espressione genica per scoprire quali proteine producono le cellule staminali del sangue. Hanno scoperto che la rete genetica di percorsi che controlla la produzione di PD-L1 è diversa nelle cellule staminali del sangue di uomini e topi diabetici. Questa differenza è sufficiente per fermare la produzione di PD-L1, anche nelle prime fasi della malattia.
‘Rimodellare il sistema immunitario’
La PD-L1 è una molecola del “sistema immunitario” che aiuta a mantenere il sistema immunitario in equilibrio. Quando si collega ad un’altra proteina chiamata PD-1 che si trova sulla superficie delle cellule T, le inattiva.
Gli scienziati hanno condotto una serie di esperimenti in cui hanno trattato le cellule staminali del sangue in modo tale da produrre più PD-L1 e quindi testarli su cellule umane e di topo. Hanno scoperto che le cellule staminali del sangue modificate riducevano la reazione immunitaria infiammatoria sia nelle cellule umane che nei topi.
Quando hanno iniettato topi diabetici con le cellule staminali modificate, hanno scoperto che le cellule viaggiavano verso i pancreas degli animali e invertivano la loro iperglicemia a breve termine. A lungo termine, un terzo dei topi ha mantenuto livelli normali di zucchero nel sangue per il resto della loro vita.
“C’è un rimodellamento del sistema immunitario quando si inietta queste cellule”, nota la professoressa Fiorina.
I ricercatori hanno sperimentato due modi per far sì che le cellule staminali del sangue producessero più PD-L1: uno che inseriva un gene sano per PD-L1 e un altro che modificava il meccanismo proteico delle cellule con un “cocktail” di tre piccole molecole. Entrambi i metodi hanno avuto lo stesso effetto di inversione del diabete.
“La bellezza di questo approccio è la mancanza virtuale di qualsiasi effetto negativo, dal momento che userebbe le cellule del paziente stesso”.
Prof. Paolo Fiorina
Nel frattempo, i ricercatori stanno lavorando con un’azienda privata per migliorare il metodo che utilizza il cocktail di piccole molecole. Sperano di avviare una sperimentazione clinica di questo approccio come trattamento per il diabete di tipo 1.
