Potenziale svolta diabete: Hormone stimola la produzione di cellule beta

Marzo 15, 2016 Admin Salute 0 6
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Il lavoro è stato pubblicato oggi dalla rivista Cell, come un rilascio anticipato on-line. E 'prevista per il 9 maggio edizione cartacea della rivista.

L'ormone, chiamato betatrophin, provoca topi per produrre cellule beta pancreatiche che secernono insulina fino a 30 volte la velocità normale. Le nuove cellule beta producono insulina solo quando richiesto dal corpo, offrendo la possibilità di regolazione naturale di insulina e una grande riduzione delle complicazioni associate al diabete, la causa principale di amputazioni medica e di perdita non genetica della visione.




I ricercatori che hanno scoperto betatrophin, HSCI co-regista Doug Melton e borsista postdottorato Peng Yi, avvertono che molto lavoro resta da fare prima di poter essere utilizzato come trattamento negli esseri umani. Ma i risultati del loro lavoro, che è stato sostenuto in gran parte da una sovvenzione federale di ricerca, hanno già attirato l'attenzione di produttori di farmaci.

"Se questo potrebbe essere utilizzato nelle persone", ha detto Melton, di Harvard Xander Professore universitario e co-presidente del Dipartimento di Stem Cell e Biologia Rigenerativa dell'Università, "potrebbe finalmente significare che invece di prendere iniezioni di insulina tre volte al giorno, si potrebbe prendere una iniezione di questo ormone una volta alla settimana o una volta al mese, o nel migliore dei casi forse anche una volta all'anno. "

Diabete di tipo 2, una malattia associata con l'epidemia di obesità nazionale, di solito è causato da una combinazione di eccesso di peso e la mancanza di esercizio fisico. Essa provoca pazienti per perdere lentamente cellule beta e la capacità di produrre insulina adeguata. Uno studio recente ha stimato che il trattamento e le complicanze del diabete costano negli Stati Uniti 218 miliardi dollari l'anno, ovvero circa il 10 per cento di tutto il disegno di legge di salute della nazione.

"La nostra idea è relativamente semplice", ha detto Melton. "Vorremmo fornire questo ormone, il diabete di tipo 2 renderà più delle loro cellule produttrici di insulina, e questo rallenterà, se non fermare, la progressione del loro diabete. Non ho mai visto alcun trattamento che provoca tale enorme salto in replica delle cellule beta. "

Anche se Melton vede betatrophin soprattutto come trattamento per il diabete di tipo 2, crede che potrebbe giocare un ruolo nel trattamento del diabete di tipo 1 e, forse aumentando il numero di cellule beta e rallentare la progressione della malattia autoimmune quando è diagnosticata per la prima.

"Abbiamo fatto il lavoro nei topi", ha detto Melton, "ma ovviamente non siamo interessati a curare topi di diabete, e ora sappiamo il gene è un gene umano. Abbiamo clonato il gene umano e, per di più , sappiamo che l'ormone presente nel plasma umano; betatrophin esiste sicuramente negli esseri umani ".

Mentre Melton è stato chiaro circa la necessità di ulteriori ricerche prima che l'ormone potrebbe essere disponibile come farmaco, ha anche detto che betatrophin potrebbe essere in studi clinici umani entro tre-cinque anni, un tempo estremamente breve nel normale corso di scoperta e sviluppo di farmaci .

Lavorare con Ufficio di Harvard di tecnologia per lo sviluppo, Melton e Yi hanno già un accordo di collaborazione con Evotec, una società biotech tedesca che ora ha 15 scienziati che lavorano su betatrophin, e il composto è stato concesso in licenza a Janssen Pharmaceuticals, una società di Johnson & Johnson, che ora, Anche, ha scienziati che lavorano per spostare betatrophin verso la clinica.

Ma se non fosse per il finanziamento federale della ricerca scientifica di base, non ci sarebbe betatrophin. Una proposta Melton dal titolo "Ricerca di Geni e composti che causano la replicazione cellulare Beta" impressionato National Institutes of Health revisori di sovvenzione, e ha ricevuto finanziamenti federali per l'80 per cento del lavoro che porta alla scoperta di betatrophin.

Come spesso accade nella ricerca di base scientifica, serendipità ha svolto un ruolo nella scoperta di betatrophin, che Melton e Yi originariamente chiamato coniglio perché hanno scoperto che durante l'Anno cinese del Coniglio, e perché rende le cellule beta moltiplicano così rapidamente.

Per oltre 15 anni l'obiettivo principale del lavoro di Melton è stato non il diabete di tipo 2, ma il tipo meno comune 1, o diabete giovanile, che ha cominciato a concentrarsi su quando suo figlio è stata diagnosticata come un bambino. (La malattia in seguito è stato anche diagnosticato in sua figlia.) Inoltre, la maggior parte del lavoro di Melton ha coinvolto utilizzando cellule staminali, i mattoni fondamentali di tutti gli organi umani, come i trattamenti di malattia e gli obiettivi per le scoperte di droga. Ma le cellule staminali non ha svolto alcun ruolo diretto nella scoperta di betatrophin. E 'stato, invece, un classico esempio di scienziati con risorse sufficienti a fare domande, e perseguendo le risposte, che cadde fuori il solito portata dei loro laboratori e istituti.

"Vorrei dirvi questa scoperta è venuto da pensare in profondità e sapevamo che avremmo trovato questo, ma era più un po 'di fortuna", ha spiegato Melton, che in aggiunta ai suoi ruoli in Harvard è un Howard Hughes Medical Institute. "Ci stavamo solo chiedendo ciò che accade quando un animale non ha abbastanza insulina. Siamo stati fortunati a trovare questo nuovo gene che era in gran parte passato inosservato prima.

"Un altro suggerimento è venuto da studiare qualcosa che le persone conoscono, ma non pensano molto, che èsmile Cosa succede durante la gravidanza" ha detto: "Quando una donna rimane incinta, il suo carico di carboidrati, il suo appello per l'insulina, può aumentare una quantità enorme a causa del peso e della nutrizione esigenze del feto. Durante la gravidanza, ci sono più cellule beta necessari, e si scopre che questo ormone aumenta durante la gravidanza. Ci guardammo in topi in gravidanza e ha scoperto che quando l'animale rimane incinta questo ormone è attivata per rendere più cellule beta. "

Melton e Yi hanno lavorato sul progetto per più di quattro anni. Ma la grande svolta è arrivata il 10 febbraio 2011. "Ero seduto lì al microscopio guardando tutte queste cellule beta replicanti", ha detto Yi, e riusciva a malapena a credere ai suoi occhi. Ha detto che non aveva "visto questo tipo di replica drammatica."

In un primo momento incerto se ripetere l'esperimento o di raccontare Melton subito, Peng ha detto si precipitò nell'ufficio di Melton, stampata l'immagine che vedeva, e mostrò a Melton, dicendogli che probabilmente avevano un passo avanti. "Gli ho mostrato questa immagine e gli ho detto questa è una proteina secreta, ed era davvero entusiasta di questo risultato."

"Ricordo molto bene", ha ricordato Melton. "E 'una foto in bianco e nero in cui si sta guardando una sezione, come una sezione di una salsiccia, di tutto il pancreas. Quando normalmente si guarda una foto in bianco e nero di questo, è molto difficile dire dove le cellule beta sono, le cellule insulina.

"Ma in questa prova", ha continuato, "qualsiasi cella che divideva sarebbe brillare up luminoso e bianco, come una scintilla. Mi ha fatto vedere questa immagine in cui l'intero pancreas è in gran parte il nero, ma poi ci sono stati questi cluster, come le stelle di questi puntini bianchi, che si è rivelato essere in tutto le isole, il luogo in cui si trova la cellula beta. Conservo ancora quella foto in bianco e nero. Abbiamo quelli di colore molto fantasiosi, ma mi piace l'immagine in bianco e nero , perché è uno di quei momenti in cui si sa qualcosa di interessante è successo. Non è un caso. Non ho mai visto alcun trattamento che provoca una tale enorme salto ... in replica delle cellule beta. "

La mattina seguente, quando Yi si sedette al suo banco di laboratorio, c'era una busta formale cercando color crema che giace sulla superficie marrone del banco. Lo aprì, e prese dalla busta una nota scritta a mano da Melton. Diceva:

"Caro Peng, faccio fatica a dormire - Sono così eccitato per il risultato 'un tributo al duro lavoro e il pensiero difficile non vedo l'ora di vedere i dati dalla ripetizione Doug...".

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