Ricercatori scoprono importanti differenze tra le cellule produttrici insulina umane e quelle animali.

La scoperta modifica 30 anni di ricerca sulle isole, e ne cambia l’approccio futuro.

Studiosi impegnati nella ricerca sul diabete hanno scoperto che la struttura interna delle cellule umane produttrici insulina e’ estremamente differente da quella, ben nota, delle isole di roditori – una differenza fondamentale che avra’ un impatto determinante sulla ricerca indirizzata alla cura del diabete.

Per piu’ di tre decenni, gli scienziati hanno basato su un modello murino la loro conoscenza circa la citoarchitettura ( struttura cellulare) delle isole di Langherans.
La struttura delle isole umane e’ stata scarsamente compresa, ma i ricercatori davano per scontato che queste ultime fossero simili a quelle dei roditori.

Ora, scienziati del Diabetes Research Institute dell’Universita’ di Miami, Miller School of Medicine, hanno dimostrato che la struttura di un’ isola umana e molto diversa da quella murina, e non e’ piu’ rilevante per gli studi umani.

I loro risultati sono pubblicati nell’ultimo numero di Proceedings of the National Academy of Science .

”La nostra scoperta piu’ importante e’ che le isole pancreatiche umane hanno un’architettura unica, e funzionano diversamente dalle isole dei roditori,” ha detto Per-Olof Berggren, professore associato al DRI e professore al Rolf Luft Center for Diabetes Research al Karolinska Institutet di Stoccolma, Svezia.
“Non possiamo piu’ basarci sugli studi effettuati su topi e ratti. E’ imperativo concentrarsi d’ora in poi sulle isole umane. Questo e’ l’unico modo di comprenderne il funzionamento.”

Le isole di Langerhans sono situate nel pancreas e regolano i livelli di glucosio nel sangue.
Le isole sono costituite da quattro tipi di cellule secretorie: cellule beta secernentii insulina, cellule alfa secernenti glucagone, cellule delta secernenti somatostatina e cellule PP che secernono poliptetide pancreatico

I ricercatori, guidati dai DR Berggren e Alejandro Caicedo, hanno confrontato l’architettura cellulare delle isole umane con quelle di altre specie di mammiferi. Nei roditori, uno strato di cellule alfa, delta e PP circonda un’area di cellule beta per formare la struttura dell’isola.
Nel caso delle isole umane, invece, i quattro i tipi di cellule sono distribuite senza questa organizzazione centro-periferia, in modo piu’ omogeneo in tutta l’isola” e questo determina che le cellule beta abbiano contatto diretto con le altre cellule insulari.

Il team di ricercatori ha poi confermato che le cellule beta sono la popolazione piu’ rappresentata nelle isole di tutte le specie, ma che la loro proporzione varia nelle diverse specie essendo piu’ abbondante nelle isole murinei che nelle umane (il 77 per cento nei roditori, contro il 55 per cento nell’essere umano).

Gli scienziati pensano che questa architettura sia importante nel determinare come le cellule “parlino” tra di loro, e cio’ potrebbe avere un impatto significativo sulla risposta delle isole al glucosio e sulla loro sopravvivenza.

La sopravvivenza e’ fondamentale per il successo del trapianto di isole, considerato il metodo piu’ promettente per curare il diabete. Durante tale procedura, le isole sono prima separate dal pancreas del donatore e poi infuse nel paziente, dove cominceranno a produrre insulina.

E’ stato dimostrato che solo le isole piu’ sane sono in grado di produrre abbastanza insulina per regolare il livello di glucosio nel sangue. Per questo motivo, si sono concentrati sullo sviluppo di test che possano predirre la qualita’ delle isole, prima che siano trapiantate.

“Questo studio e’ il primo passo per capire la struttura delle isole umane. Ora e’ necessario capire meglio come le isole umane rispondono al glucosio e come secernono insulina,” ha detto il Dr Caicedo, professore associato al DRI.

“Migliorando la nostra conoscenza della biologia umana delle isole, potremo migliorare i nostri metodi per determinare se trapiantarle o meno. Cio’ sara’ molto importante affinche’ trapianto di isole diventi la terapia standard nei pazienti con diabete di tipo 1.”

Nonostante le differenze tra isole murine ed umane, gli scienziati ritengono che l’uso di modelli mutini continuera’ ad essere rilevante in alcuni aspetti della ricerca di base finalizzata all’applicazione clinica o ricerca translazionale.

“I risultati di questo studio non diminuiscono il valore della scienza di base e della ricerca basata su piccoli animali”, ha spiegato il Prof. Camillo Ricordi, direttore scientifico del DRI e professore di chirurgia, titolare della Cattedra intitolata a Stacy Joy Goodman. “l’importanza fondamentale della ricerca translazionale, cioe’, determinare se i dati ottenuti in studi murini, siano rilevanti per i pazienti e’ confermata anche da queste osservazioni. Usando tessuti umani e modelli preclinici, possiamo applicare ogni nuova scoperta a nuovi trattamenti nel modo piu’ veloce, efficiente e sicuro possibile.”

Il Diabetes Research Institute dell’Universita’ di Miami e’ un centro di ricerca riconosciuto leader in tutto il mondo. Pioniere delle nuove tecnologie sui trapianti di isole e su altre terapie cellulari fin dagli inizi degli anni 1970, il DRI ha trattato con successo il diabete in pazienti che hanno fatto parte di studi clinici.

Il DRI, in virtu’ dell’approccio multidisciplinare al trattamento del diabete del tipo 1, conduce numerosi programmi scientifici concentrati su sviluppo delle cellule staminali pancreatiche, biologia molecolare e immunologia dei trapianti per favorire la traduzione della ricerca di base in nuove terapie.

Per milioni di famiglie, colpite dal diabete e che si rivolgono alla scienza in cerca di una risposta, il DRI e’ la migliore speranza per una cura.

Febbraio 2006, Miami.