Il trapianto di cellule endocrine simili a isole derivate da cellule staminali pluripotenti umane, come cellule ES e cellule iPS, dovrebbe essere una terapia efficace per gli individui colpiti da diabete.
La produzione artificiale di cellule endocrine simili a isole provoca la contaminazione delle cellule non endocrine e mantenere la contaminazione minima è inevitabile quando viene prodotta una grande quantità di cellule per il trapianto cellulare. Tuttavia, poiché le cellule non endocrine sono molto rare e formano piccole colonie, è stato difficile caratterizzarle.
Una ricerca capitanata dal Professore Associato Junior CiRA Taro Toyoda ha identificato le cellule non endocrine che potrebbero essere contaminate nel processo di produzione e le rileva con alta sensibilità, analizzando l’espressione genica di cellule simili a isole pancreatiche derivate da cellule iPS umane a livello unicellulare.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Scientific Reports.
Cellule endocrine e nuove terapie per il diabete: ecco cosa dice la ricerca
Come nuovi metodi per rimuovere le cellule non bersaglio, i ricercatori hanno dimostrato che l’inibizione delle molecole PLK, che sono coinvolte nella proliferazione cellulare, e l’inibizione del sistema glicolitico sono efficaci. Questi risultati dovrebbero essere utili nella produzione di massa più sicura di cellule simili a isole derivate da cellule iPS umane per la terapia cellulare in combinazione con i metodi esistenti per rimuovere le cellule non bersaglio.
Molte ghiandole costituiscono il sistema endocrino: L’ipotalamo, la ghiandola pituitaria e la ghiandola pineale situata nel cervello; la tiroide e le ghiandole paratiroidi sono nel collo; il timo è tra i polmoni; le ghiandole surrenali sono sopra i reni; e il pancreas situato dietro lo stomaco;Le ovaie o i testicoli situati nella tua regione pelvica.
Il sistema endocrino è un gruppo di ghiandole che secernono ormoni nel sistema circolatorio. Il sistema endocrino aiuta a mantenere l’omeostasi regolando gli organi del corpo. Le cellule endoteliali, le cellule muscolari lisce, le cellule epiteliali e i fibroblasti sono componenti essenziali necessari per la normale funzione del sistema cellulare endocrino.
La proliferazione e la regolazione cellulare atipica all’interno del sistema endocrino contribuisce allo sviluppo di ipotiroidismo, ipertiroidismo, diabete, ipogonadismo e cancro. Esistono oltre 25 diversi tipi di cellule primarie umane normali nel sistema endocrino.
Il pancreas è un organo lungo e snello, la maggior parte del quale si trova posteriormente alla metà inferiore dello stomaco. Sebbene sia principalmente una ghiandola esocrina, che secerne una varietà di enzimi digestivi, il pancreas ha una funzione endocrina con cellule endocrine. Le sue isole pancreatiche , gruppi di cellule precedentemente note come isole di Langerhans, secernono gli ormoni glucagone, insulina, somatostatina e polipeptide pancreatico (PP).
La funzione esocrina del pancreas coinvolge le cellule acinose che secernono enzimi digestivi che vengono trasportati nell’intestino tenue dal dotto pancreatico. La sua funzione endocrina prevede la secrezione di insulina (prodotta dalle cellule beta) e glucagone (prodotto dalle cellule alfa) all’interno delle isole pancreatiche. Questi due ormoni regolano la velocità del metabolismo del glucosio nel corpo.
Il diabete mellito di tipo 1 è una malattia autoimmune in cui le cellule beta pancreatiche secernenti insulina vengono distrutte, portando a iperglicemia incontrollata ed eventi ipoglicemici e complicanze multiple devastanti. Per curare i pazienti con questa malattia, il trapianto di pancreas di tutto l’organo e il trapianto di isole pancreatiche da donatori deceduti sono opzioni terapeutiche efficaci.
A causa della carenza di donatori e della graduale perdita della funzione del trapianto, è urgente lo sviluppo di fonti cellulari alternative e illimitate. Come tale alternativa, è previsto lo sviluppo di cellule endocrine simili a isole pancreatiche differenziate da cellule staminali pluripotenti (PSC), come cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) e cellule staminali embrionali (ESC).
Numerosi studi hanno dimostrato la generazione in vitro di cellule endocrine pancreatiche da iPSC ed ESC umani mediante differenziazione graduale che ricapitola il processo di sviluppo.
L’impianto delle cellule generate normalizza l’iperglicemia associata alla secrezione di insulina dagli innesti nei modelli di diabete di tipo 1 di roditori. Tuttavia, l’efficienza di induzione in ciascuna fase di differenziazione non era del 100% e le cellule non endocrine sono inevitabilmente incluse nelle cellule generate come sottoprodotti, causando potenzialmente esiti indesiderati. Infatti, cellule impiantate contenenti il 2-10% di cellule non endocrine proliferato per formare cisti e innesti ingranditi di > dieci volte entro 200 giorni dall’impianto in 8/8 animali.
