Diabete autoimmune: la diagnosi si perfeziona con la citometria di massa

Le isole pancreatiche di Langerhans svolgono un ruolo chiave quando si tratta di regolare il modo in cui il corpo metabolizza lo zucchero. Le cellule β (beta) situate lì monitorano i livelli di zucchero nel sangue e secernono insulina come richiesto. L’insulina a sua volta attiva l’assorbimento di zucchero nelle cellule. Nei pazienti affetti da diabete di tipo 1, queste cellule beta vengono attaccate e distrutte da certi globuli bianchi del corpo chiamati linfociti T. Poco si sa su cosa succede all’interno del pancreas quando si sviluppa il diabete, dal momento che eseguire biopsie o immagini ad alta risoluzione dell’organo non è fattibile quando i pazienti sono vivi. Molto di ciò che si conosce del diabete di tipo 1 negli esseri umani si basa su pancreas di donatori di organi, e questi sono molto rari. Questo è il motivo per cui i ricercatori sono desiderosi di ottenere il maggior numero di informazioni possibili da ogni singolo organo che viene donato. Utilizzando il nuovo metodo Imaging Mass Cytometry, i ricercatori dell’UZH hanno studiato il pancreas di donatori di organi sani e quelli con diabete di tipo 1.

Lo studio mostra che molte cellule beta, che normalmente producono insulina, sono ancora presenti nelle prime fasi della malattia, ma sembrano molto diverse. Queste cellule beta potrebbero potenzialmente essere recuperate a beneficio del paziente e la progressione della malattia potrebbe essere rallentata o addirittura interrotta. Il Dr. Bodenmiller dell’Istituto di Biomedicina quantitativa dell’Università di Zurigo e il suo team, che collabora con gruppi di ricerca a Ginevra e negli Stati Uniti, hanno utilizzato per la prima volta la citometria di massa per indagare sui pancreas donati. Circa i vantaggi del metodo, sviluppato sotto la guida dell’Università di Zurigo, Bodenmiller ha spiegato che questo permetteva di visualizzare cellule beta, altri tipi di cellule nelle isole di Langerhans e cellule immunitarie invasive allo stesso tempo. In questo modo potrebbe essere possibile studiare le loro interazioni, qualcosa che in precedenza non era possibile usando approcci tradizionali.

Per il loro studio, il Dr. Nicolas Damond, primo autore della pubblicazione dall’Istituto di Biomedicina quantitativa, ha analizzato 12 pancreas donati – quattro da donatori sani, quattro da pazienti nelle prime fasi del diabete di tipo 1 e quattro da pazienti con tipo avanzato 1 diabete. Gli scienziati hanno utilizzato i risultati per sviluppare una mappa che mostra la posizione dei diversi tipi di cellule nelle isole pancreatiche e lo stato in cui si trovavano le cellule β. Damond ha poi raccolto i dati dai vari organi donati in una specie di time-line. Ciò gli ha permesso di ricostruire i cambiamenti nel tessuto pancreatico dall’insorgenza del diabete di tipo 1 fino agli stadi finali della malattia. Uno dei risultati è stato particolarmente interessante: c’era ancora un numero sorprendentemente alto di cellule β nelle isole pancreatiche di Langerhans durante le prime fasi della malattia. Queste cellule potrebbero apparire diverse e produrre meno insulina rispetto alle cellule sane, ma potrebbero comunque essere salvate dalla completa distruzione.

Mediante la citometria di massa, il gruppo di ricerca ha individuato anche il tipo speciale di globuli bianchi che, secondo le attuali conoscenze scientifiche, sono responsabili della distruzione delle cellule beta. I ricercatori hanno trovato queste cellule immunitarie principalmente nei pancreas dei pazienti nelle prime fasi della malattia, specialmente nelle isole pancreatiche che contenevano un numero elevato di cellule β sopravvissute. Le isole pancreatiche le cui cellule beta erano state per lo più distrutte, al contrario, avevano meno globuli bianchi. Questi risultati potrebbero aiutare a far luce sul meccanismo della reazione autoimmune, su cui attualmente ci sono ancora molte domande aperte. Il professor Bodenmiller, che è autore di numerosi articoli sulla raffinazione di questa tecnologia e la sua applicazione anche nei tessuti cancerosi, è fiducioso: “Il nostro studio dimostra che l’imaging di citometria di massa può fornire un contributo prezioso per una migliore comprensione di come il diabete di tipo 1 progredisce. Fornisce una base per pianificare ulteriori esperimenti e sviluppare nuove ipotesi”.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Schulz D et al., Bodenmiller B. Cell Syst. 2018 Jan 24; 6(1):25-36.

Schapiro D et al., Bodenmiller B. Nat Methods. 2017; 14(9):873-876.

Lun XK et al. Bodenmiller B. Nat Biotechnol. 2017 Feb; 35(2):164-172. 

Catena R et al. Bodenmiller B. Cytometry A. 2016 May; 89(5):491-97.

Informazioni su Dott. Gianfrancesco Cormaci 1615 Articoli
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry specialty in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it