GDF15: non solo mediatore dell fame e del peso, anche nel pancreas ha il suo ruolo

Una proteina recentemente identificata come importante nel diabete di tipo 1 può ritardare l’insorgenza della malattia nei topi diabetici, fornendo un nuovo obiettivo per la prevenzione e il trattamento nelle persone, secondo una ricerca condotta da scienziati del Pacific Northwest National Laboratory del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti e della Indiana University Scuola di Medicina. Poiché il diabete di tipo 1 è incurabile e ha gravi conseguenze per la salute per tutta la vita, la prevenzione è un importante obiettivo di ricerca. La chiave del nuovo studio, pubblicato online il 9 gennaio 2020, sulla rivista Cell Metabolism, è una tecnica chiamata spettrometria di massa, in grado di rilevare in modo completo le proteine ​​che si trovano a livelli estremamente bassi nel corpo, ma possono avere grandi effetti sulla salute. Il team di ricerca multidisciplinare di medici e biochimici ha utilizzato una nuova strategia per individuare le proteine ​​nelle cellule beta, le cellule delle isole pancreatiche produttrici di insulina, che aumentano o diminuiscono in risposta all’attacco del sistema immunitario.

Le cellule beta normalmente regolano i livelli di zucchero nel sangue nel pancreas. Nelle persone sensibili al diabete di tipo 1 (precedentemente chiamato diabete giovanile) queste cellule vengono lentamente distrutte dal sistema immunitario del corpo. Qui, i ricercatori si sono concentrati su come gli isolotti rispondono all’infiammazione. I ricercatori hanno trattato le isole pancreatiche umane con sostanze prodotte dal corpo e hanno pensato di essere coinvolte nel processo della malattia del diabete. Hanno identificato un totale di 11.324 proteine, con 387 interessate dal trattamento. Di questi 387, hanno limitato la loro attenzione a uno: GDF15 o fattore di differenziazione della crescita 15. GDF15 (chiamato anche MIC-1 o NAG-1) è noto per i suoi effetti protettivi in ​​diversi tipi di cellule nel corpo umano, ma non era mai stato studiato nelle cellule pancreatiche. Quando i ricercatori hanno misurato i livelli di GDF15 nel tessuto del pancreas da persone con diabete, hanno scoperto che la proteina era esaurita nelle loro cellule insulari malfunzionanti.

Ma le prove chiave sono emerse quando gli scienziati hanno trattato topi diabetici non obesi con GDF15 e hanno ridotto lo sviluppo del diabete del 53%. I topi diabetici non obesi sono un modello comune per testare i trattamenti del diabete di tipo 1, perché sviluppano spontaneamente diabete autoimmune con molte somiglianze con la malattia umana. Questo studio illustra il potere di approcci non riduzionistici e completi, come la proteomica, per scoprire nuove informazioni in sistemi complessi. Il ruolo protettivo di GDF15 contro la distruzione delle isole e la sua capacità di ritardare l’insorgenza del diabete di tipo 1 nel modello murino sarebbe stato molto difficile da scoprire senza eseguire l’analisi proteomica completa iniziale di isole umane stressate. I ricercatori stanno ora lavorando all’idea che bassi livelli di GDF15 nelle isole potrebbero in qualche modo svolgere un ruolo pro-attivo nell’istigare l’attacco autoimmune che alla fine le uccide.

Il Dr. Ernest Nakayasu, uno scienziato biomedico della PNNL e co-autore principale, ha spiegato lo studio: “Volevamo identificare le proteine ​​che possono intervenire nel processo della malattia del diabete. Ci siamo interessati a GDF15 perché il livello di proteine ​​è stato soppresso del 70% dopo il trattamento. Abbiamo ipotizzato che la riduzione del GDF15 non fosse una buona cosa per la sopravvivenza delle isole, e in effetti era così. Questo lavoro ci apre la strada a considerare questo tipo di “fattori protettivi delle isole” come terapie per prevenire o invertire il diabete di tipo 1. Questo approccio differisce sostanzialmente dal pensiero attuale che prende di mira il sistema immunitario. Mentre GDF15 può essere una nuova terapia, abbiamo identificato altre proteine ​​che potrebbero funzionare in combinazione con GDF15, quindi questo lavoro rappresenta davvero un tesoro di informazioni che possono essere estratte per nuove terapie”.

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

Pubblicazioni scientifiche

Kusminski CM et al., Scherer PE. Diabetes. 2019 Dec 27.

Melvin A et al. J Clin Endocrinol Metab. 2019 Dec 19. 

Kang YE et al. Diabetes Metab J. 2019 Oct; 43(5):549-59. 

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- 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). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - 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