cellule staminali · diabete · 12 giu 2023

Diabete: cura con le cellule staminali mesenchimali

di Alberto Regis

Diabete: cura con le cellule staminali mesenchimali?

Questo rivoluzionario trattamento a base di cellule staminali può curare il diabete di tipo 1 o ridurre la dipendenza dall’insulina?

Le nuove terapie basate sulle cellule staminali sono emerse come un'opzione promettente per il trattamento del diabete.

L'uso di cellule staminali derivate dal tessuto del cordone ombelicale o dalla placenta, umana o animale, offre una potenziale soluzione al problema della carenza di insulina, che è la caratteristica del diabete.

Queste cellule staminali pluripotenti possono generare isole in grado di produrre e secernere insulina, riducendo o eliminando la necessità di insulina esogena.

Questo nuovo approccio riduce efficacemente i livelli di glucosio e il fabbisogno di insulina nella maggior parte dei pazienti.

Uno dei vantaggi di queste terapie basate sulle cellule staminali è che una singola infusione di cellule può fornire benefici a lungo termine, riducendo potenzialmente la necessità di trattamenti multipli e di una terapia insulinica a vita.

Si tratta di un approccio rivoluzionario al trattamento del diabete, potenzialmente in grado di migliorare la qualità della vita delle persone affette dalla malattia grazie alla creazione di nuove cellule produttrici di insulina derivate da cellule staminali.

‍Esiste una cura per il diabete con le cellule staminali mesenchimali?

Le cellule staminali per il diabete di tipo 1 rappresentano una nuova ed entusiasmante opzione terapeutica che è stata ampiamente studiata di recente.

Il diabete di tipo 1, o diabete giovanile, è una malattia autoimmune che influenza le cellule immunitarie a distruggere le cellule beta del pancreas che producono insulina.

Questo porta a una mancanza di insulina, un ormone che regola i livelli di zucchero nel sangue, e richiede ai pazienti di monitorare la glicemia e di somministrare costantemente iniezioni di insulina.

Le cellule staminali mesenchimali, ossia generate da placenta o cordone ombelicale, (MSC) si sono dimostrate molto promettenti come potenziale trattamento per il diabete di tipo 1: possono ridurre l'infiammazione, modulare il sistema immunitario e differenziarsi in diversi tipi di cellule.

"La Federazione Internazionale del Diabete prevede che entro il 2045 quasi 700 milioni di adulti avranno il diabete. La causa del diabete, in particolare del diabete di tipo 1 (T1D), non è del tutto nota, ma la ricerca suggerisce che una combinazione di fattori genetici, ambientali e virali possa contribuire al suo sviluppo. Attualmente, il trattamento più utilizzato per il T1D è la somministrazione di insulina per via esterna, ma non fornisce una cura per la malattia".

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Cura del diabete di tipo 1 con cellule staminali

Esiste una cura per il diabete con le cellule staminali mesenchimali? Attualmente non si sa se la terapia con cellule staminali sia una cura definitiva per il diabete di tipo 1.

Sebbene gli studi abbiano mostrato risultati promettenti con l'uso di cellule staminali mesenchimali derivate da varie fonti come trattamento per il diabete di tipo 1, con alcuni studi che hanno riportato che le MSC trapiantate sono state in grado di differenziarsi in cellule produttrici di insulina e di migliorare il controllo della glicemia, sono necessarie ulteriori ricerche prima che la terapia con cellule staminali possa essere considerata una cura per i pazienti umani.

Le cellule staminali per il diabete di tipo 1 rappresentano una nuova ed entusiasmante opzione terapeutica, perché hanno un potenziale maggiore di fornire una cura funzionale rispetto ai metodi di trattamento tradizionali.

Trapiantando le MSC nei pazienti con diabete di tipo 1, i ricercatori sperano di sostituire le cellule beta distrutte, consentendo al corpo del paziente di produrre nuovamente insulina.

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Che cos'è il diabete di tipo 1?

Il diabete di tipo 1 (T1D) è una malattia diversa che distrugge le cellule beta del pancreas, portando a una completa mancanza di insulina. La maggior parte dei casi è causata da un attacco autoimmune alle cellule beta (tipo 1a), mentre un piccolo numero di casi è causato da una distruzione sconosciuta o idiopatica delle cellule beta (tipo 1b).

Il T1D è responsabile del 5-10% di tutti i casi di diabete nel mondo. La forma più comune di diabete, il diabete di tipo 2 (T2D), è caratterizzata dalla resistenza all'insulina e dalla mancanza di una produzione sufficiente di insulina.

La biologia delle cellule staminali promette di essere un modo per trattare il diabete

Le cellule staminali sono considerate una nuova opzione terapeutica emergente per il diabete di tipo 1 grazie alla loro capacità di differenziarsi in più tipi di cellule e alle loro capacità rigenerative.

Il loro versatile potenziale di differenziazione rende le cellule staminali una promettente opzione terapeutica per ripopolare i tessuti danneggiati.

Le cellule staminali mesenchimali (MSC), in particolare, hanno guadagnato un'attenzione significativa nel trattamento del diabete di tipo 1 grazie alla loro capacità di regolare la fibrosi e la rigenerazione dei tessuti, di modulare il sistema immunitario e di produrre varie molecole che aiutano a trattare il diabete di tipo 1, come le citochine e gli esosomi.‍

Nuove speranze per controllare il diabete arrivano dalle cellule staminali. I risultati di una ricerca italiana

“Per il diabete dell’adulto – ci ha detto il prof. Fiorina – abbiamo farmaci che ci aiutano a tenere sotto controllo la malattia. Per il diabete 1, dove non c’ è alcuna produzione di insulina, abbiamo bisogno di opzioni alternative da qui l’utilizzo delle cellule staminali”.

Ascolta l’intervista integrale al prof. Fiorina nel podcast che segue:

Le persone affette da diabete oggi in Italia sono 3 milioni 500 mila, con un trend in lento aumento negli ultimi anni. La prevalenza aumenta al crescere dell’età fino a un valore del 21% nelle persone con età uguale o superiore a 75 anni.

Una ricerca sviluppata dai ricercatori del Centro di Ricerca Clinica Pediatrica Romeo ed Enrica Invernizzi dell’Università Statale di Milano in collaborazione con altri centri tra cui l’Università di Pisa e la Harvard Medical School di Boston, ha definito un meccanismo determinante nella perdita di beta cellule in corso di diabete, scoprendo come disattivarlo con i farmaci. I risultati del lavoro sono stati pubblicati sulla rivista internazionale Nature Communications, una delle più prestigiose in ambito di medicina sperimentale con applicazione clinica.

Diabete, intervento farmacologico

“Il nuovo asse che abbiamo individuato è in grado di controllare il destino delle cellule beta pancreatiche e modulare la loro sopravvivenza – afferma il prof. Paolo Fiorina. Lo studio mostra come questo meccanismo attivato a livello del pancreas endocrino sia in grado di controllarne la funzione, soprattutto per quanto riguarda le cellule producenti insulina”.

“La presenza di un aumento di IGFBP3 in circolo in pazienti affetti da malattia diabetica suggerisce che questo fattore possa funzionare come una tossina per la cellula beta pancreatica in corso di diabete, che interagendo con il recettore espresso sulla superficie delle beta cellule TMEM219 ne determina la morte. Il malfunzionamento del segnale IGFBP3/TMEM219 porta quindi alla perdita di cellule beta che producono insulina e contribuisce quindi al danno beta cellulare che si sviluppa in corso di diabete.

Infatti, l’inibizione genetica e farmacologica dell’asse in questione è in grado di preservare la massa beta cellulare, di prevenire l’apoptosi della beta cellula e l’insorgenza della malattia in vivo in modelli murini per lo studio della malattia diabetica. La possibilità di ristabilire il controllo dell’omeostasi beta cellulare e prevenire la perdita di beta cellule è di straordinaria importanza per i pazienti affetti da diabete, soprattutto coloro che soffrono di diabete di tipo 1 in cui la distruzione è massiva e rapida e costringe alla necessità di terapia con insulina” continua il prof. Fiorina.

FONTE> SYNDICATION> RadioSalute

Tipi di cellule staminali e loro origine

La modulazione del sistema immunitario gioca un ruolo fondamentale

Inoltre, è stato dimostrato che le MSC hanno proprietà immunomodulatorie, il che significa che possono contribuire a sopprimere la risposta immunitaria responsabile della distruzione delle cellule beta.

Ciò significa che il trattamento con cellule staminali può sostituire le cellule beta perse e prevenire un'ulteriore distruzione di queste cellule.

"Le cellule staminali possono promuovere la formazione di nuovi vasi sanguigni rilasciando proteine specifiche come il fattore di crescita dei fibroblasti e il VEGF. Svolgono inoltre un ruolo fondamentale nella regolazione del sistema immunitario, spostandosi nelle aree di infiammazione e modificando le caratteristiche di cellule come le cellule dendritiche, le cellule T, le cellule B e le cellule natural killer. Le MSC possono diminuire la produzione di proteine pro-infiammatorie ed evitare di essere uccise dalle cellule T, inibire la maturazione delle cellule dendritiche e ridurre la crescita dei linfociti T promuovendo la produzione di cellule T regolatorie attraverso TGF-beta1, HGF e ossido nitrico. "

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Risultati di studi clinici per il diabete di tipo 1 (T1D)

Esiste una cura per il diabete con le cellule staminali mesenchimali? Diversi studi su modelli animali di diabete di tipo 1 hanno mostrato risultati promettenti utilizzando le MSC come trattamento.

Alcuni studi riportano che le MSC trapiantate potrebbero differenziarsi in cellule produttrici di insulina e migliorare il controllo della glicemia. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche prima che le cellule staminali per il diabete di tipo 1 possano essere tradotte in un trattamento per i pazienti umani.

È stato proposto che le cellule staminali mesenchimali (MSC) abbiano un ruolo nel diabete e in altre patologie attraverso vari meccanismi.

Tra questi, l'invio al sito di lesione e la regolazione del sistema immunitario. Una revisione ha rilevato che le MSC possono ridurre efficacemente la glicemia a digiuno, il C-peptide e i livelli di emoglobina A1c e trattare le complicanze microvascolari associate al T1D. (1) Tuttavia, la causa esatta della T1D è poco conosciuta e ciò rende difficile lo sviluppo di nuovi trattamenti.

Sono stati scoperti diversi meccanismi che giocano un ruolo nella gestione della T1D da parte delle MSC

Studi clinici sulle cellule staminali per il diabete di tipo 1

Esiste una cura per il diabete con le cellule staminali mesenchimali? Le ricerche che utilizzano le cellule staminali per il diabete sono state estremamente positive e hanno mostrato risultati promettenti per il trattamento del diabete di tipo 1 e 2. È stato dimostrato che l'uso di cellule staminali nel trattamento del diabete migliora il controllo della glicemia e potenzialmente ripristina la funzione delle cellule beta del pancreas che producono insulina.

Questo è particolarmente importante per i pazienti con diabete di tipo 1 che dipendono dalle iniezioni di insulina per tutta la vita.

"Secondo uno studio clinico di fase I/II, randomizzato e controllato con placebo, condotto nel giugno 2022, l'uso di MSC nel trapianto ha portato a miglioramenti nei livelli di HbA1c, a uno spostamento dell'equilibrio delle citochine nel sangue da pro-infiammatorie ad anti-infiammatorie, a un aumento del numero di cellule T regolatorie nel sangue periferico e a un miglioramento della qualità di vita complessiva. I pazienti hanno registrato miglioramenti rapidi e consistenti dopo l'infusione di cellule staminali". (3)

Perché usare le cellule staminali mesenchimali

Le cellule staminali mesenchimali (MSC) hanno un profilo di biosicurezza superiore nell'organismo umano e un rischio trascurabile di tumorigenicità rispetto alle cellule staminali pluripotenti ematopoietiche indotte o alle cellule staminali embrionali.

Ciò le rende un'opzione interessante per il trattamento o l'inversione del diabete grazie alla loro capacità di modulare il sistema immunitario e promuovere la rigenerazione, alla mancanza di risposta immunitaria dovuta all'assenza del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) di classe II e alla loro capacità di colpire le isole pancreatiche danneggiate e i linfonodi vicini.

Limiti dell'attuale ricerca sulle cellule staminali per il diabete

L'attuale ricerca sulle cellule staminali presenta diversi limiti.

Una limitazione è la necessità di disporre di campioni di dimensioni maggiori per fornire risultati più solidi e definitivi. Poiché le terapie con cellule staminali sono ancora relativamente nuove e sperimentali, le dimensioni dei campioni di molti studi clinici sono state finora ridotte, rendendo difficile trarre conclusioni definitive sull'efficacia a lungo termine di queste terapie.

Sono necessari studi di fase III con un numero maggiore di pazienti che ricevono iniezioni multiple di MSC e follow-up più lunghi per chiarire gli effetti terapeutici delle MSC nella T1D e fare luce sui meccanismi e le vie molecolari alla base di questo processo.

Che cos'è il diabete di tipo 2?

Il diabete di tipo 2 (T2D) è una condizione cronica caratterizzata da elevati livelli di zucchero nel sangue dovuti all'incapacità dell'organismo di utilizzare correttamente l'insulina. L'insulina è un ormone che regola l'assorbimento dello zucchero dal flusso sanguigno alle cellule dell'organismo per ricavarne energia.

Nel diabete di tipo 2, l'organismo non produce abbastanza insulina o le cellule non rispondono adeguatamente all'insulina, provocando un accumulo di zuccheri nel sangue. Se non viene trattato, questo può portare a diverse complicazioni per la salute.

Il diabete di tipo 2 è la forma più comune di diabete, che di solito compare in età adulta, ed è strettamente associato all'obesità e a fattori legati allo stile di vita, come un'alimentazione scorretta e la mancanza di attività fisica.‍

Esiste una cura per il diabete?

Attualmente non esiste una cura per il diabete. Le sfide per trovare una cura per il diabete si sono concentrate principalmente sulla ricerca di un metodo per sostituire o reintegrare le cellule b. In passato, il trattamento più efficace era il trapianto di cellule b per aumentare il numero di cellule b sane nel paziente.

Tuttavia, questa procedura era indesiderabile per una serie di motivi. Il numero minimo di cellule b necessario per un singolo trapianto richiedeva 2-3 donatori sani. Inoltre, il regime di farmaci immunosoppressivi necessari per evitare che l'organismo rigetti le cellule del donatore era faticoso per il ricevente.

Le cellule staminali possono curare il diabete di tipo 2?

I ricercatori si stanno rivolgendo alle cellule staminali per ottenere un numero elevato di nuove cellule b senza gli effetti negativi di un trapianto.

Dopo essere state introdotte in un paziente, le cellule staminali migrano verso il tessuto danneggiato, si differenziano in nuove cellule b e mantengono un livello sano di cellule b nell'organismo.

In alternativa, le cellule staminali possono essere coltivate in laboratorio e indotte a diventare cellule produttrici di insulina. Queste cellule potrebbero quindi reintegrare direttamente le cellule esaurite nell'organismo del paziente. Con questi metodi, il diabete di tipo 1 potrebbe essere gestito con successo senza la limitata disponibilità di cellule di donatori.

Le cellule staminali possono essere utilizzate in modo analogo per trattare il diabete di tipo 2. Sebbene le cellule B siano ancora presenti nei pazienti di tipo 2, ulteriori cellule B potrebbero integrare le scorte dell'organismo per superare la resistenza all'insulina presente nel paziente.

Il trattamento potrebbe mirare a mantenere costantemente i livelli di cellule B al di sopra della quantità necessaria per combattere l'insulino-resistenza del paziente.

Conclusioni

Nel complesso, la ricerca nel campo delle cellule staminali per il diabete ha mostrato risultati promettenti in termini di miglioramento del controllo del glucosio e di riduzione della necessità di sostituire l'insulina.

Un fattore critico per il successo delle nuove cellule staminali è la dose target e il momento in cui viene somministrato il trattamento. Gli studi hanno dimostrato che un intervento precoce con un maggior numero di cellule staminali può migliorare i risultati rispetto a dosi inferiori o a un trattamento ritardato.

Mentre le cellule staminali pluripotenti hanno ricevuto molta attenzione negli ultimi anni, le cellule staminali mesenchimali (MSC) sono emerse come un'opzione più sicura e pratica per la terapia del diabete, grazie alle loro proprietà immunomodulatorie e rigenerative e al rischio trascurabile di tumorigenicità.

Poiché la medicina rigenerativa continua a progredire, i ricercatori e il direttore sanitario devono continuare a studiare il dosaggio e la tempistica ottimali delle cellule staminali ed esplorare nuovi tipi di cellule sostitutive, come le MSC, per migliorare la gestione e il trattamento del diabete.

Le cellule staminali possono potenzialmente cambiare il modo in cui viene trattato il diabete, fornendo un approccio innovativo e pratico alla gestione di questa malattia cronica attraverso il controllo glicemico dei livelli di glucosio.

Con ulteriori ricerche e sviluppi, potremmo essere in grado di fornire terapie in grado di sostituire efficacemente le cellule produttrici di insulina perse e migliorare la qualità della vita delle persone affette da diabete.

Bibliografia

(1) Jayasinghe M, Prathiraja O, Perera PB, Jena R, Silva MS, Weerawarna PSH, Singhal M, Kayani AMA, Karnakoti S, Jain S. The Role of Mesenchymal Stem Cells in the Treatment of Type 1 Diabetes. Cureus. 2022 Jul 27;14(7):e27337. doi: 10.7759/cureus.27337. PMID: 36042996; PMCID: PMC9414788.

(2) Maahs DM, West NA, Lawrence JM, Mayer-Davis EJ. Epidemiology of type 1 diabetes. Endocrinol Metab Clin North Am. 2010 Sep;39(3):481-97. doi: 10.1016/j.ecl.2010.05.011. PMID: 20723815; PMCID: PMC2925303.

(3) Izadi, M., Sadr Hashemi Nejad, A., Moazenchi, M. et al. Mesenchymal stem cell transplantation in newly diagnosed type-1 diabetes patients: a phase I/II randomized placebo-controlled clinical trial. Stem Cell Res Ther 13, 264 (2022). https://doi.org/10.1186/s13287-022-02941-w