Diabetes
Background: La possibilità di derivare cellule producenti l’insulina per la terapia del diabete da cellule staminali si sta gradualmente arricchendo di opzioni sempre più ampie. Tra queste attualmente sono già disponibili le cellule staminali embrionali (ES) e le cellule staminali pluripotenti ottenute da cellule somatiche mediante riprogrammazione (iPS) attraverso l’espressione di alcuni fattori di trascrizione come descritto da Yamanaka. Una terza opzione è stata recentemente suggerita: cellule staminali pluripotenti ottenute dal trasferimento del nucleo di una cellula somatica all’interno di un ovocita. Queste cellule hanno le stesse proprietà delle cellule staminali embrionali ma possono essere sviluppate come autologhe dal singolo paziente utilizzando il nucleo di una sua cellula somatica. La riprogrammazione mediante trasferimento del nucleo ricapitola gli eventi di sviluppo che si verificano sulla normale fertilizzazione e consente di ripristinare l'epigenoma del nucleo somatico in uno stato embrionale precoce, potendo essere quindi superiori alle iPS. Tuttavia, le propensioni di differenziazione e le proprietà funzionali delle linee di cellule staminali umane riprogrammate mediante trasferimento del nucleo sono finora sconosciute.
Obiettivo: L’obiettivo dello studio è stato quello di valutare se le cellule staminali pluripotenti umane derivate da fibroblasti cutanei di un paziente con diabete di tipo 1 mediante trasferimento nucleare possono dare origine a cellule beta differenziate con qualità e prestazioni fisiologiche quantitative paragonabili alle cellule β presenti in natura.
Metodo: Due line di ES, 7 linee di iPS e 3 linee di cellule staminali pluripotenti ottenute dal trasferimento nucleare da cellule somatiche di paziente con diabete di tipo 1 sono state studiate comparativamente nella loro capacità di differenziarsi in cellule beta funzionali in grado di revertire il diabete in modelli animali
Risultati: Le cellule staminali pluripotenti ottenute dal trasferimento nucleare si differenziano in vitro con un'efficienza media del 55% in cellule C-peptide-positive, esprimendo i tipici marcatori di cellule beta mature, tra cui MAFA e NKX6.1. Al momento del trapianto in topi immunodeficienti, le cellule trapiantate formano strutture vascolarizzate simile alle isole contenenti cellule doppio positive per MAFA e peptide C. Queste cellule adattano la secrezione di insulina allo stato metabolico e mostrano una normale elaborazione dell’insulina. È importante sottolineare che sono risultate in grado di mantenere i normali livelli glicemici dopo l'ablazione delle cellule β endogene del topo. Strutture cistiche, ma senza teratomi, sono state osservate negli innesti. In termini comparativi le iPS hanno mostrato una maggiore variabilità nella differenziazione in cellule beta.
Conclusione: Questi risultati dimostrano l'idoneità delle cellule staminali pluripotenti ottenute dal trasferimento nucleare per la sostituzione delle cellule beta per la terapia del diabete di tipo 1 e forniscono una prova di principio per un approccio basato sulla clonazione terapeutica combinata con la terapia cellulare.
Commento: L’attuale conoscenza dei fenomeni biologici permette di manipolare in modo sempre più efficace l’identità cellulare. Le cellule staminali embrionali rimangono un paradigma di riferimento in termini di cellule staminali pluripotenti, ma pongono questioni etiche e da un punto di vista biologico non possono essere ottenute da un soggetto adulto, di conseguenza necessitando una eventuale sorgente allogenica per le terapie nell’adulto. Le cellule staminali pluripotenti indotte con fattori di trascrizione possono essere ottenute da soggetti adulti e quindi utilizzate in una visione autologa, ma hanno una variabilità importante nella loro capacità di differenziare. Le cellule staminali pluripotenti ottenute dal trasferimento nucleare sembrano prende le cose migliore delle due procedenti: hanno la possibilità di essere ottenute da un soggetto adulto in un contesto autologo ma posseggono la stessa consistenza delle ES in termini di differenziazione e stabilità. Permane il problema etico del loro utilizzo prevedendo l’utilizzo di un ovocita per la loro produzione.
A cura di Margherita Occhipinti e Lorenzo Piemonti
Sui L, Danzl N, Campbell SR, Viola R, Williams D, Xing Y, Wang Y, Phillips N, Poffenberger G, Johannesson B, Oberholzer J, Powers AC, Leibel RL, Chen X, Sykes M, Egli D. β-Cell Replacement in Mice Using Human Type 1 Diabetes Nuclear Transfer Embryonic Stem Cells. Diabetes. 2018 Jan;67(1):26-35. doi: 10.2337/db17-0120. Epub 2017 Sep 20. PubMed PMID: 28931519
