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Si parla molto di screening, prevenzione e della storia naturale del diabete tipo 1. Ma si parla anche degli sforzi incessanti dei ricercatori nel trovare la cura definitiva per questa malattia. L'obiettivo di questo articolo è raccontarvi lo stato della ricerca, evidenziando gli ostacoli e le aree su cui si sta facendo più focus. Cercherò di trasmettervi con chiarezza tutte le informazioni necessarie per informare a sufficenza, certa che un giorno non molto lontano arriverà davvero la cura 💙
Terapia Cellulare 🔬
Terapia Cellulare 🔬
La terapia cellulare del diabete tipo 1 consiste nel trapianto di cellule che producono insulina in un paziente che non le ha più. Come? Sia da isole pancreatiche che da cellule beta provenienti da cellule staminali pluripotenti. E in questo articolo vedremo di spiegare questi concetti affinchè siano chiari per tutti 😊
Le isole pancreatiche contengono le cellule beta che producono insulina, l'ormone necessario per regolare la glicemia. Queste cellule possono essere estratte dal pancreas di un donatore e trapiantate nei pazienti affetti da diabete tipo 1, con un intervento poco invasivo.
Il trapianto di isole pancreatiche può ridurre o eliminare la dipendenza dall'insulina e migliorare il compenso glicemico nel paziente. Tuttavia presenta delle limitazioni:
il bisogno di un elevato numero di cellule beta da trapiantare ⏫
e la necessità di proteggere le cellule dal rigetto attraverso farmaci che spengano il sistema immunitario (con immunosoppressori) 🙅
Per quanto riguarda il primo punto, oggi si sta progressivamente superando questo limite grazie alle cellule staminali: da queste infatti, si può produrre una quantità ilimitata di cellule beta, capaci di produrre insulina, da trapiantare nei pazienti, offrendo nuove speranze e opportunità per una gestione più efficace e personalizzata della malattia.
Ma cosa sono le Cellule Staminali? 🤔🧪
Ma cosa sono le Cellule Staminali? 🤔🧪
Le cellule staminali pluripotenti possono essere ottenute sia da embrioni che da cellule adulte, per esempio cute o sangue di un donatore vivente, incluso il paziente stesso. Queste cellule possono essere differenziate (trasformate e molteplicate) in cellule che producono insulina, e conservate tramite congelamento, rendendo il trapianto programmabile nel tempo!
Evoluzione delle cellule staminali in cellule beta
La creazione delle isole pancreatiche da cellule staminali consiste principalmente in due fasi:
Riprogrammazione: trasformazione di una cellula del sangue in una staminale pluripotente (processo che richiede circa 20 giorni)
Differenziazione: trasformazione di una cellula staminale pluripotente in una cellula beta
Le cellule beta differenziate da cellule staminali pluripotenti (IPSC) riescono a produrre insulina in risposta al glucosio.
Le cellule beta differenziate da cellule staminali pluripotenti (IPSC) riescono a produrre insulina in risposta al glucosio.
Quali sono i prossimi step? 🔜
Quali sono i prossimi step? 🔜
E' stato trovato il modo per creare cellule in grado di produrre insulina in risposta al glucosio. Ora il DRI di Milano continua a lavorare su diversi fronti:
➕Aumento della produzione di cellule beta: attualmente in laboratorio vengono prodotte 10-20 milioni di cellule beta (grazie al processo di riprogrammazione e differenziazione), ma per curare un paziente sono necessarie circa 400-500 milioni. Il focus quindi è sulla scalabilità del processo di produzione, che mira ad aumentare la quantità mantenendo anche la qualità delle cellule beta prodotte.
🏠 Produzione "in-house" delle cellule beta: l'obiettivo è quello di produrre direttamente le cellule nella Cell Factory dell'Ospedale San Raffaele, eliminando la necessità di importare cellule staminali dall'estero e semplificando il processo di differenziazione.
👥 Selezione del miglior clone di cellule staminali da ogni donatore: si sta lavorando per identificare il clone più adatto per la trasformazione in cellule pancreatiche.
❌ Impedire o revertire l'invecchiamento delle cellule beta diferenziate: è cruciale garantire che le cellule beta mantengano la loro funzionalità nel tempo, assicurando una produzione d'insulina a lungo termine nel paziente con diabete tipo 1.
Torniamo all'elenco fatto a inizio articolo, ovvero le limitazioni identificate, ad oggi, in un trapianto di isole pancreatiche:
bisogno di un elevato numero di cellule beta da trapiantare ⏫, e questo lo abbiamo appena affrontato;
e la necessità di proteggere le cellule dal rigetto 🙅 che affronteremo nei paragrafi successivi.
Protezione dal rigetto 🛡️
Protezione dal rigetto 🛡️
Esistono diversi modi per proteggere le cellule beta ottenute dalle staminali:
👉🏻 Con immunosoppressione
👉🏻 Con immunosoppressione
Le cellule beta differenziate da cellule staminali pluripotenti, una volta trapiantate, vengono riconosciute come estranee ed eliminate dalle cellule del sistema immunitario del paziente ricevente. Per cui oltre alla vulnerabilità del sistema immunitario, c'è la necessità di sottoporre il paziente ad una terapia immunosoppressiva, per poter prevenire il rigetto.
👉🏻 Senza la necessità di immunosoppressione
👉🏻 Senza la necessità di immunosoppressione
E' possibile fare un trapianto di isole pancreatiche incapsulate in un dispositivo che permetta l'uscita dell'insulina in presenza di glucosio ma impedisca l'ingresso delle cellule del sistema immunitario che le riconsocerebbero come estranee. L'azienda farmaceutical Vertex Pharmaceuticals ha avviato pochi mesi fa l'arruolamento dei pazienti nei diversi centri coinvolti (il DRI di Milano è l'unico in Italia). Questo studio riguarderà 17 pazienti in totale e il suo termine è previsto per la metà del 2026.
In alternativa all'incapsulamento, (vi lascio un piccolo schema sotto) esiste la possibilità di modificare il DNA delle cellule beta attraverso l'ingegneria genetica, rendendole invisibili al sistema immunitario del paziente dove verranno trapiantate.
Gli studi incentrati sulla modifica del DNA delle cellule beta sono attualmente in corso, per ora su topi 🐭 trapiantati con queste cellule invisibili modificate. I risultati sono positivi, ovvero, si è visto che le cellule hanno fino a 240 giorni di sopravvivenza post trapianto, senza perdere la loro funzione (ossia rilascio di insulina in presenza di glucosio!)
(Vi segnalo che le ultime due immagini riguardo la modifica genetica delle cellule beta sono parte della presentazione proiettata durante il Dritti a voi del 2024 da parte di Raniero Chimienti (ricercatore del DRI di Milano).
Gli ostacoli per completare l'ultimo miglio verso la cura definitiva? 🏃
Gli ostacoli per completare l'ultimo miglio verso la cura definitiva? 🏃
La cura per tutti è il trapianto di cellule beta senza terapia immunosoppressiva:
attraverso l'ingegneria genetica, per proteggere le cellule dal sistema immunitario che causano rigetto
ma anche attraverso sistemi di sicurezza per la terapia cellulare, rendendola efficace a lungo termine
Tutti vogliamo una cura definitiva e grazie al lavoro degli scenziati, sta diventando sempre più realtà.
Un ringraziamento speciale a Valeria Sordi, Project Leader del Diabetes Research Institute, per aver dedicato un po' del suo tempo libero per aiutarmi con questo articolo 🙏🏻
Un ringraziamento speciale a Valeria Sordi, Project Leader del Diabetes Research Institute, per aver dedicato un po' del suo tempo libero per aiutarmi con questo articolo 🙏🏻
Prima di finire l'articolo però vorrei ringraziare tutti gli scienziati che, con il loro impegno e dedizione, stanno contribuendo a rendere possibile il sogno di trovare la cura definitiva per il diabete tipo 1. Il vostro lavoro rappresenta una luce di speranza per milioni di persone in tutto il mondo.
E grazie come sempre a te per essere arrivato/a fin qui nella lettura di questo articolo. Ti chiederei di darmi un feedback su questo articolo, se lo hai trovato interessante e se avresti dei suggerimenti da farmi per i prossimi che scriverò.
Un forte abbraccio,
Laura 💫
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