Cellule beta artificiali per il trattamento del diabete
La terapia volta a trattare i sintomi del diabete mellito di tipo 1 prevede la somministrazione di insulina tramite iniezioni…
La terapia volta a trattare i sintomi del diabete mellito di tipo 1 prevede la somministrazione di insulina tramite iniezioni o microinfusore, per regolare i livelli di glucosio ematico riducendo la glicemia. Tuttavia, il problema principale degli attuali trattamenti è che non possono controllare i livelli di glucosio nel sangue automaticamente ed efficientemente, come fanno le normali cellule pancreatiche che secernono l'insulina. Il trapianto di cellule pancreatiche può risolvere questo problema, ma, oltre ad essere difficile trovare un donatore, è costoso e può fallire a causa della distruzione delle cellule trapiantate. Gli scienziati della University of North Carolina e del NC State University stanno sviluppando un'alternativa meno dolorosa e più conveniente. In questo articolo vi parliamo della loro ricerca pubblicata su Nature Chemical Biology.
L’esperimento in laboratorio
Il diabete di tipo 1 è una malattia autoimmune, causata dalla perdita o dal malfunzionamento delle cellule beta del pancreas, responsabili della secrezione di
insulina. I ricercatori hanno realizzato cellule beta artificiali "smart", in grado di rilevare la necessità di insulina e di diffonderla automaticamente nel flusso sanguigno. Queste cellule possono essere inserite sotto la pelle e sostituite in pochi giorni. Negli esperimenti condotti su topi diabetici, una singola iniezione delle cellule ha normalizzato i livelli di zucchero nel sangue, mantenendoli costanti per un massimo di cinque giorni. Inoltre le cellule hanno mostrato una rapida risposta agli elevati livelli di glucosio, infatti i topi sono passati dall’essere iperglicemici a normoglicemici nel giro di un’ora. Invece, i topi in cui erano state iniettate cellule senza insulina sono rimasti iperglicemici.
La realizzazione delle cellule beta artificiali
Le cellule beta artificiali sono state modellate sulla base di cellule beta reali, infatti sono rivestite da membrane composte da due livelli di lipidi. L’innovazione sta nel fatto che esse contengono delle vescicole speciali in cui è presente l’insulina. Un aumento dei livelli di glucosio nel sangue porta a dei cambiamenti chimici nel rivestimento delle vescicole, facendo sì che queste ultime inizino a fondersi con la membrana esterna della cellula, rilasciando così la quantità necessaria di insulina.
Questi risultati costituiscono il primo passo verso una nuova modalità di risolvere il problema del diabete attraverso l'ingegneria chimica. I ricercatori ritengono che le cellule beta artificiali possano essere somministrate attraverso un cerotto dermico indolore e monouso. Al momento stanno pianificando ulteriori test preclinici della nuova tecnologia ed intendono sviluppare un nuovo cerotto privo di cellule, capace di rilevare la glicemia e dispensare insulina se necessario.