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Sebbene il diabete sia comunemente associato agli esseri umani, la malattia colpisce anche cani e gatti. Il suo impatto sulla qualità della vita sia degli animali domestici che dei loro proprietari è spesso maggiore di quanto molti si rendano conto.
Nei cani, il diabete è simile al diabete di tipo 1 negli esseri umani, in cui le cellule beta del pancreas che producono insulina vengono distrutte o perdono la loro funzione, causando una grave carenza di insulina.
Nei gatti, la malattia è più simile al diabete di tipo 2, in cui si sviluppa resistenza all’insulina o il pancreas produce insulina insufficiente, portando a livelli di zucchero nel sangue anormalmente alti.
Studi veterinari hanno riportato che il diabete si riscontra in circa uno su 300 cani e gatti in trattamento, anche se il tasso varia tra popolazione e regione.
Anche se il numero può sembrare relativamente piccolo, il diabete impone un peso significativo sia agli animali colpiti che ai loro proprietari.
Oggi, i cani con diabete necessitano di iniezioni giornaliere di insulina per il resto della loro vita.
Questa è la sfida che un team di ricerca della Facoltà di Scienze Veterinarie dell’Università di Chulalongkorn ha lavorato per affrontare nell’ultimo decennio.
Attingendo alla sua esperienza nelle cellule staminali e nella medicina veterinaria rigenerativa, il team ha esplorato nuovi approcci per il trattamento del diabete negli animali da compagnia.
Più recentemente, il team è riuscito a sviluppare la tecnologia delle cellule staminali dal tessuto adiposo (adiposo) canino che potrebbe aprire la strada a un trattamento duraturo per il diabete in cani e gatti.
Dopo aver acquisito ampia esperienza di ricerca nelle cellule staminali e nella bioingegneria negli Stati Uniti, il Prof. Associato Chenphop Sawangmake ha fondato nel 2013 il Veterinary Stem Cell and Bioengineering Innovation Center (VSCBIC) presso la Facoltà di Scienze Veterinarie dell’Università di Chulalongkorn.
Tra le prime priorità di ricerca del centro vi erano le malattie negli animali da compagnia senza cura, in particolare il diabete canino, che richiede un trattamento a vita.
“Perché dovremmo accontentarci di gestire la malattia quando i progressi nella scienza delle cellule staminali e nell’ingegneria biomedica potrebbero aprire la porta a una vera cura?” ha detto il Prof. Associato Chenphop, ricordando l’idea che ha ispirato il progetto di ricerca sulle Cellule Beta Derivate dal Grasso Canino, che mira a trasformare il trattamento del diabete canino da una gestione permanente a una cura.
Selezionare la giusta fonte di cellule staminali è stata una parte fondamentale della ricerca. Il team ha trascorso cinque-sei anni confrontando cellule derivate da varie fonti, tra cui midollo osseo, tessuto orale e tessuto adiposo (adiposo), prima di concludere che il tessuto adiposo offriva la soluzione più pratica.
Il dottor Saranyou Oontawee, membro del team di ricerca, ha spiegato che le cellule staminali mesenchimali (MSC) derivate dal tessuto adiposo offrono diversi vantaggi rispetto a quelle ottenute dal midollo osseo o dal tessuto del cordone ombelicale.
Il tessuto adiposo è facile da raccogliere, altamente sicuro e, cosa più importante, produce un numero molto maggiore di cellule staminali—fino a 500 volte più del midollo osseo. Inoltre, il tessuto può essere raccolto durante procedure di sterilizzazione o castrazione di routine, rendendo la tecnologia più accessibile ai proprietari senza costi eccessivi.
Le cellule beta si trovano nel pancreas e svolgono un ruolo chiave nella produzione di insulina per regolare i livelli di zucchero nel sangue.
Nei cani diabetici, queste cellule vengono distrutte o perdono la loro funzione.
L’obiettivo del team di ricerca, quindi, era creare cellule beta di sostituzione da cellule staminali isolate dal tessuto adiposo.
Anche se il concetto sembra semplice, metterlo in pratica è estremamente complesso.
I ricercatori hanno adottato un approccio “ispirato alla natura”, che imita i processi che avvengono durante lo sviluppo embrionale, quando le cellule staminali si differenziano gradualmente in vari organi attraverso una serie di fasi dello sviluppo.
In sostanza, il team cercava di “insegnare” alle cellule a assumere un nuovo ruolo.
Il processo si basa su due meccanismi principali. Il primo è la riprogrammazione cellulare, in cui i geni che controllano lo sviluppo delle cellule beta vengono introdotti direttamente nelle cellule staminali.
Il secondo consiste nel controllare l’ambiente cellulare aggiungendo una sequenza di biomolecole stimolanti per portare le cellule alla forma e funzione desiderate.
Il team di ricerca ha combinato i due meccanismi per ottenere la massima qualità e quantità di cellule.
Le cellule risultanti erano in grado di secernere insulina a livelli paragonabili a quelli del pancreas naturale.
I ricercatori rilevarono anche la secrezione di glucagone, suggerendo che le cellule ingegnerizzate possedessero le caratteristiche cellulari complete degli isolotti pancreatici (isolotti di Langerhans).
Inoltre, le cellule hanno dimostrato la capacità di abbassare i livelli di zucchero nel sangue nei modelli animali.
Il concetto di trapiantare cellule produttrici di insulina per sostituire le cellule beta perse negli animali non è più solo un sogno lontano.
Le evidenze di studi internazionali hanno dimostrato che il trapianto di cellule beta tramite donatore può permettere ad alcune persone con diabete di rimanere libere dalle iniezioni di insulina per anni e di condurre una vita normale.
Ha inoltre condiviso i risultati degli studi sugli animali del team.
“I risultati sono stati incoraggianti. I livelli di zucchero nel sangue sono migliorati significativamente e il trattamento è rimasto entro limiti di sicurezza accettabili. Questo rappresenta un passo importante avanti, dimostrando che il concetto può funzionare nella pratica e non solo in teoria.”
Man mano che la medicina rigenerativa continua a progredire e a ottenere una maggiore attenzione pubblica, il team di ricerca si trova ad affrontare due sfide contemporaneamente.
Il primo è lo sviluppo di cellule efficaci, sicure e stabili dopo il trapianto. Il secondo è costruire la fiducia pubblica dimostrando che la ricerca aderisce a rigorosi standard scientifici, garantendo che qualsiasi trattamento introdotto sia efficace e sicuro.
“Oggi, affermazioni esagerate sulle terapie con cellule staminali sono diffuse sul mercato, nonostante la mancanza di prove scientifiche a sostegno della loro efficacia e sicurezza”, ha detto il Prof. Associazione Chenphop.
“Una delle nostre priorità è aiutare il pubblico a capire che la terapia con cellule staminali non è una cura miracolosa per ogni malattia. Le persone devono prendere decisioni informate e valutare criticamente se le informazioni ricevute sono supportate da prove credibili.”
Il Prof. Associato Chenphop ha aggiunto che, anche se la terapia cellulare per il diabete dovesse diventare realtà, il team non la vedrebbe come l’obiettivo finale, ma piuttosto l’inizio della fase successiva.
Le conoscenze e le tecniche sviluppate attraverso questa ricerca potrebbero essere applicate a una vasta gamma di malattie causate dalla degenerazione degli organi, inclusi disturbi dell’occhio, dell’osso, del fegato e dei reni, senza dover ricominciare da zero.
Inoltre, parte di queste conoscenze può essere condivisa tra la medicina veterinaria e quella umana.
In alcuni casi, i modelli animali possono fornire intuizioni difficili da ottenere attraverso modelli convenzionali utilizzati nella ricerca medica umana, permettendo di tradurre alcune tecnologie e approcci direttamente tra i due campi.
Otto anni dopo l’inizio del progetto, la ricerca ha dimostrato con successo il suo potenziale nei modelli animali. Il team sta ora avanzando a tutta velocità nella fase successiva dello sviluppo.
“Il nostro team sta attualmente ampliando la produzione di celle beta su scala pilota, utilizzando la tecnologia microfluidica per generare milioni di cluster di cellule beta”, ha dichiarato il dottor Saranyou Oontawee.
“In pratica, il trapianto richiede un gran numero di cellule beta robuste, funzionali e capaci di sopravvivere a lungo termine dopo il trapianto,” ha detto il dottor Saranyou.
Il team sta inoltre perseguendo un approccio complementare attraverso la terapia con esosomi, che utilizza sostanze secrete dalle cellule staminali per aiutare a riparare il tessuto pancreatico danneggiato.
I risultati hanno dimostrato che il pancreas danneggiato può riprendersi dopo il trattamento con esosomi, con risultati che hanno superato le aspettative dei ricercatori.
Il Prof. Associato Chenphop ha aggiunto: “Il nostro prossimo passo è ampliare ulteriormente la capacità produttiva e iniziare studi sulla popolazione animale target.”
Il team prevede che entro i prossimi due o tre anni potrà iniziare a testare la terapia nei cani diabetici e rendere disponibile il trattamento poco dopo.
Da un piccolo laboratorio fondato 13 anni fa a un centro di ricerca in crescita con una società spin-off e più di sei brevetti di piccole dimensioni, il VSCBIC ha dimostrato che la ricerca thailandese può creare tecnologie di rilevanza globale.
“Il nostro obiettivo è servire la società generando conoscenza e sviluppando tecnologie su cui le persone possano davvero contare”, ha detto il Prof. Associato Chenphop.
Il dottor Saranyou ha aggiunto: “Come parte dello sforzo per far progredire le tecnologie per la salute degli animali da compagnia in Thailandia — in particolare la terapia con esosomi, un settore in cui la Thailandia è attualmente in prima linea.
Ciò che ci dà più grande orgoglio è vedere la nostra ricerca tradursi in miglioramenti significativi nella vita degli animali domestici e dei loro proprietari.”
In conclusione, il Prof. Associato Chenphop ha osservato che il team continua ad accogliere giovani scienziati e veterinari interessati a unirsi ai suoi sforzi di ricerca o a intraprendere carriere nella medicina rigenerativa.
Il campo sta crescendo rapidamente e necessita dell’energia e dell’impegno della prossima generazione di ricercatori.
Per i proprietari di animali i cui animali soffrono di condizioni difficili da trattare, la medicina rigenerativa potrebbe offrire nuove possibilità in un futuro non troppo lontano.
