Diabete: come produrre insulina con la luce

insulina
(Foto: Tufts University)

Con la luce è possibile attivare le cellule beta del pancreas, le uniche responsabili della produzione di insulina e che risultano essere difettose nei soggetti diabetici. A riuscirci sono stati i ricercatori della Tufts University che sulle pagine di Acs Synthetic Biology raccontano di aver messo a punto delle cellule beta pancreatiche ingegnerizzate capaci di indurre, quando stimolate dalla luce, una produzione doppia o tripla di insulina. I risultati dello studio, che per ora osservati solo nei topi, sono abbastanza promettenti perché mostrano che i livelli di glucosio possono essere controllati anche senza alcun intervento farmacologico.

Il ruolo dell’insulina

L’insulina è un ormone che svolge un ruolo fondamentale nel controllo dei livelli di glucosio nel sangue, il carburante utilizzato dalle cellule. Nel diabete di tipo 2, la forma più comune della malattia, le cellule sono resistenti all’azione dell’insulina e quelle beta del pancreas diventano inefficienti nel produrla e, di conseguenza, il glucosio in circolazione può diventare pericolosamente alto (iperglicemia). Invece, nel diabete di tipo 1, le cellule beta vengono distrutte dal sistema immunitario con una conseguente completa mancanza dell’ormone. I trattamenti disponibili oggi includono la somministrazione di farmaci che stimolano la produzione di insulina da parte delle cellule beta oppure l’iniezione diretta dell’ormone.

Cellule beta ingegnerizzate

Nel nuovo studio, i ricercatori si sono serviti dell’optogenetica, una tecnica che utilizza la luce per attivare o disattivare le proteine (più spesso i neuroni). I ricercatori hanno modificato le cellule beta del pancreas di un gruppo di topi con un gene che codifica per un enzima fotosensibile chiamato Pac. Quando esposto alla luce blu, Pac produce la molecola di adenosina monofosfato ciclico (cAMP), che a sua volta aumenta la produzione di insulina. Dai risultati, il team ha osservato che i livelli di questo ormone sono aumentarti da due a tre volte. Le cellule beta ingegnerizzate, spiegano i ricercatori, si sono dimostrate (nei topi) in grado di produrre insulina sufficiente per tenere sotto controllo i pericolosi picchi di glicemia (iperglicemia).

“Abbiamo usato la luce per accendere e spegnere un interruttore biologico”, commenta Emmanuel Tzanakakis, dell’Università di Tufts. “In questo modo, possiamo aiutare in un contesto diabetico a controllare meglio e mantenere livelli adeguati di glucosio senza l’intervento farmacologico. Le cellule svolgono naturalmente il lavoro di produzione di insulina e i circuiti regolatori al loro interno funzionano allo stesso modo. Siamo riusciti ad aumentare la quantità di cAMP temporaneamente nelle cellule beta per indurle a produrre più insulina e ora dobbiamo fare in modo che ciò avvenga solo quando necessario”.

Riferimenti: Acs Synthetic Biology