Una molecola di insulina. Credit: Università Tuft
in foto: Una molecola di insulina. Credit: Università Tuft

Create in laboratorio cellule beta pancreatiche geneticamente modificate in grado di produrre insulina quando stimolate con una luce blu. La loro produttività è risultata essere fino a tre volte superiore rispetto a quella delle cellule del pancreas naturali. Trapiantate in topi affetti dal modello murino del diabete, una volta attivate hanno dimostrato di poter controllare i livelli glicemici (zuccheri) nel sangue senza la necessità di supporto farmacologico. I risultati dell'esperimento gettano le basi per la realizzazione di cellule ingegnerizzate che potrebbero rivoluzionare il trattamento del diabete, benché naturalmente dovranno produrre insulina spinte da uno stimolo differente.

A creare le “fabbriche” di insulina in laboratorio sono stati due scienziati, i professori Fan Zhang ed Emmanuel S. Tzanakakis del Dipartimento di Chimica e Ingegneria Biologica presso l'Università Tufts di Medford, nel Massachusetts (Stati Uniti d'America). I due ricercatori si sono avvalsi di una tecnica chiamata optogenetica, che permette di modificare l'attività di determinate proteine attraverso l'uso della luce laser, veicolata attraverso fibre ottiche o LED inserite direttamente negli animali. Viene utilizzata soprattutto per la stimolazione dei neuroni. A causa dell'estrema invasività dell'approccio, attualmente l'optogenetica non è pensata per l'uso umano, tuttavia gli esperimenti controversi basati su di essa hanno già permesso di fare scoperte rilevanti su morbo di Parkinson, autismo, disturbi psichiatrici come la schizofrenia e la tossicodipendenza.

Dopo aver impiantato nei topi le cellule geneticamente modificate per “attivarsi” quando stimolate dalla luce blu, Tzanakakis e Zhang hanno dimostrato che esse riescono a produrre insulina sufficiente per tenere sotto controllo i pericolosi picchi di glicemia. L'insulina è l'ormone prodotto naturalmente dalle cellule beta delle isole di Langherans nel pancreas, con lo scopo primario di regolare i livelli di glicemia; nei pazienti affetti da diabete di tipo 1 queste cellule vengono distrutte per un processo autoimmune, in quelli con diabete di tipo 2 non agiscono più in modo corretto o perdono la capacità di produrre insulina. Per questo il diabete si contrasta con farmaci che stimolano la produzione di insulina e iniezioni dell'ormone.

Dimostrata la capacità delle cellule ingegnerizzate di produrre insulina, i due studiosi stanno studiando un metodo affinché le cellule trapiantate possano produrre il prezioso ormone in presenza di livelli elevati di glucosio nel sangue. Nel caso in cui riuscissero a sviluppare cellule del genere, funzionanti anche nell'uomo, potrebbe essere completamente rivoluzionato il trattamento del diabete. I dettagli della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Acs Synthetic Biology.