Questa procedura sperimentale sul pancreas potrebbe eliminare la necessità di iniezioni di insulina in alcune persone con diabete. Ma non è facile, perciò si stanno studiando altre alternative alle cellule dell'isoletta.
Anche se il nome può evocare immagini di affioramenti spazzati dal vento al largo della costa settentrionale della Scozia, le isole di Langerhans, o "cellule beta-isole del pancreas" come vengono più comunemente chiamate, sono la riserva naturale di cellule secernenti insulina dell'organismo.
Sono queste cellule a essere distrutte o gravemente danneggiate nel diabete di tipo 1 e a essere carenti in alcuni casi di diabete di tipo 2. Mancando una fonte naturale di insulina, un ormone essenziale per il controllo degli zuccheri nel sangue, le persone con diabete di tipo 1 devono sottoporsi a iniezioni quotidiane di insulina.
Nell'ultimo decennio, tuttavia, i ricercatori hanno studiato e messo a punto tecniche per sostituire le cellule beta delle isole, con l'obiettivo di ripristinare la produzione e il rilascio naturali di insulina ed eliminare la necessità di iniezioni di insulina nelle persone affette da diabete di tipo 1. Le persone con diabete di tipo 2, che è causato da un processo patologico diverso, in genere non trarrebbero beneficio da questo tipo di terapia.
Un metodo comprovato di trasferimento delle isole è il trapianto del pancreas, la grande ghiandola (situata dietro lo stomaco) in cui vivono le cellule beta-isolette. Gli studi hanno dimostrato che il trapianto di pancreas può eliminare la necessità di iniettare insulina in circa la metà dei casi per almeno cinque anni.
Tuttavia, a causa dei rischi dell'intervento chirurgico di trapianto e della necessità di assumere farmaci antirigetto dopo il trapianto, questa procedura è principalmente un'opzione per i pazienti che ricevono anche un trapianto di rene a causa di una malattia renale avanzata. Secondo l'American Diabetes Association (ADA), il trapianto simultaneo di rene e pancreas in pazienti selezionati non aumenta il rischio per il paziente, può migliorare la sopravvivenza dei reni trapiantati e ripristinare il normale controllo della glicemia.
Le linee guida dell'ADA per il diabete rilevano tuttavia che il trapianto di pancreas riesce solo parzialmente a invertire alcuni dei gravi effetti collaterali a lungo termine del diabete. La procedura elimina i problemi renali e la necessità di iniezioni quotidiane e talvolta multiple di insulina. Ma le condizioni croniche, come le malattie degli occhi e le anomalie nervose, continuano spesso a rappresentare un problema per i pazienti sottoposti a trapianto.
Al momento della stesura di questo articolo, c'erano 1.389 persone in lista d'attesa nazionale per un trapianto di pancreas e altre 2.409 persone in attesa di un trapianto combinato di rene e pancreas, secondo l'United Network for Organ Sharing (UNOS).
Trapianto di isole
Un'alternativa leggermente meno invasiva al trapianto di pancreas è il trapianto di sole isole. In questa procedura sperimentale, le cellule beta-isletiche vengono identificate, isolate e rimosse da pancreas di donatori e vengono iniettate in una vena principale collegata al fegato. Le isole iniettate si inseriscono in microscopici vasi sanguigni e vengono circondate e fissate dal tessuto epatico. Una volta lì, le cellule assumono la produzione e la secrezione di insulina, trasformando di fatto il fegato in un pancreas sostitutivo.
Un problema di questo approccio è che le beta-isole umane sono poche e difficili da trovare; in effetti, esse comprendono solo l'1% di tutte le cellule del pancreas (la maggior parte delle cellule rimanenti produce e secerne enzimi che aiutano la digestione). Inoltre, alcune isole vengono inevitabilmente danneggiate o distrutte durante il processo di raccolta, spiega un ricercatore sul diabete in un'intervista con il medico.
"Il processo di prelievo del pancreas, l'isolamento delle cellule e il successivo trapianto in un solo giorno è piuttosto difficile, soprattutto se si tiene conto del fatto che si potrebbe passare l'intera giornata a cercare di isolare le cellule e non ottenere mai un numero sufficiente di cellule", afferma Emmanuel Opara, PhD, professore associato di ricerca presso il dipartimento di chirurgia sperimentale e professore assistente di ricerca presso il dipartimento di biologia cellulare del Duke University Medical Center di Durham, North Carolina.
Opara e colleghi stanno studiando alternative alle cellule di isole umane, tra cui l'uso di isole prelevate da pancreas di maiale. Sebbene l'uso di organi animali nell'uomo sia controverso, l'insulina derivata da pancreas di maiale e di mucca è in uso dai primi anni Venti, quando è iniziata la produzione commerciale di insulina; l'uso di insulina umana è uno sviluppo relativamente recente.
Le isole suine sono molto simili per natura e funzione a quelle umane, ma poiché provengono da un animale sono viste come invasori estranei dal sistema immunitario del paziente, che invia cellule specializzate per dare loro la caccia, etichettarle per la rimozione e ucciderle.
Per ovviare a questo problema, Opara e i colleghi della Duke hanno sviluppato speciali sfere per la somministrazione di farmaci costituite da un carboidrato complesso chiamato alginato. Le sfere circondano, o "incapsulano", le cellule dell'isolotto e, secondo quanto riferito, sono sufficientemente porose da consentire l'ingresso dello zucchero nel sangue e l'uscita dell'insulina, proteggendo al contempo le cellule dell'isolotto dall'azione del sistema immunitario. Le sfere sono un po' come le feritoie utilizzate dagli arcieri per difendere gli antichi castelli.
I ricercatori della Duke stanno anche studiando metodi per congelare le cellule dell'isoletta raccolte. "Una delle cose che sto facendo è progettare procedure che ci permettano di conservare queste cellule in uno stato molto vitale, in modo che quando le si richiede si possa approssimare la situazione di andare da un medico per ottenere una prescrizione [per le cellule isolate] e poi andare in farmacia a ritirarle", dice Opara al dottore.
Oltre a costituire le riserve di isole, la tecnica ha il benefico effetto collaterale di rendere le cellule meno offensive per il sistema immunitario, aiutandole così a sopravvivere più a lungo quando vengono trapiantate in un paziente con diabete di tipo 1, spiega Opara.
Foglietti di isole, virus e cellule staminali
Altri gruppi di ricerca stanno lavorando su fogli di isole circondati da una plastica porosa; i fogli risultanti potrebbero teoricamente fungere da pancreas bio-artificiale. Altri ancora stanno sperimentando virus che potrebbero rendere i trapianti di cellule beta-isletiche più accettabili per il sistema immunitario, in una forma di tecnologia biologica "stealth".
Come riportato da Doctor nel 2001, i ricercatori del National Institutes of Health stanno lavorando per sviluppare un nuovo metodo per ripristinare la produzione di insulina, inducendo le cellule staminali embrionali a trasformarsi in cellule beta-isletiche, un tipo speciale di cellula che produce insulina. Se la tecnica funzionerà nell'uomo, potrebbe rappresentare un importante passo avanti nel trattamento del diabete e potrebbe addirittura sostituire l'insulina iniettata, riferiscono i ricercatori nel numero del 26 aprile della rivista Science.
Ma poiché le cellule secernenti insulina appena coniate derivano da un tipo di cellula non specializzata che si trova solo nelle prime fasi dello sviluppo embrionale, una versione umana del trattamento incontrerebbe la dura opposizione della destra politica e religiosa, che si oppone alla ricerca medica che utilizza cellule derivate da embrioni umani.
Nel 2001, l'amministrazione Bush ha annunciato il divieto di utilizzare cellule derivate da embrioni di nuova creazione (come quelli scartati quotidianamente dalle cliniche per la fertilità), limitando gli scienziati a lavorare con le linee di cellule staminali attualmente disponibili; i ricercatori di cellule staminali hanno affermato che la decisione ostacola la loro capacità di fare ricerche significative e potrebbe ritardare di anni o addirittura decenni lo sviluppo di trattamenti salvavita, come quelli per il diabete.
