Prediabete e diabete tipo 2 stressano le cellule che producono insulina, innescando un circolo vizioso

Prediabete e diabete tipo 2 stressano le cellule che producono insulina, innescando un circolo vizioso

A cura della prof.ssa Maria Rita Montebelli*  e del dr. Andrea Sermonti**, Ufficio stampa SID

 

Condizioni protratte di iperglicemia e insulino-resistenza mandano in tilt le cellule beta pancreatiche, quelle responsabili della produzione dell’ormone insulina.  Sotto stress, tali cellule si impallano e iniziano a rilasciare segmenti immaturi e disfunzionali di insulina, inutili a svolgere il loro compito metabolico in modo ottimale. Tutto il processo di produzione dell’insulina in condizioni di diabete, ma anche di pre-diabete, va in tilt e innesca un circolo vizioso di super-lavoro che ‘inceppa’ sempre di più il processo e peggiora il controllo metabolico.
Per la prima volta uno studio italiano presentato al 52° Congresso Annuale EASD2019 da alcuni giovani ricercatori della SID, Società Italiana di Diabetologia ha osservato e documentato tutti questi fenomeni direttamente a livello del pancreas. Da queste osservazioni potrebbero derivare nuovi approcci terapeutici.

 

Le premesse che hanno portato allo studio

L’aumento dei livelli circolanti di proinsulina (PI), precursore dell’insulina e un elevato rapporto proinsulina/insulina (PI/INS) sono indici di disfunzione delle cellule beta pancreatiche ben noti nel diabete di tipo 2 (DT2). È stato ipotizzato che l’elevato rapporto PI-INS sia determinato da un’aumentata richiesta di secrezione di insulina da parte delle beta cellule, indotta dall’insulina-resistenza e dall’iperglicemia persistenti. Questi stimoli ‘stressano’ le beta-cellule, portandole a rilasciare in circolo dei granuli di insulina immaturi, cioè caratterizzati da un elevato contenuto di proinsulina e dei suoi prodotti intermedi. Tuttavia, l’esatto meccanismo alla base di questo aumento non è ancora chiaro ed è ciò che hanno voluto indagare i giovani sperimentatori.

principali tappe della sintesi dell'insulina

 

L’obiettivo dello studio

“Lo scopo del nostro studio – spiega la dott.ssa Noemi Brusca dell’Unità di Diabetologia dell’Università di Siena – è stato quello di analizzare i livelli di proinsulina e insulina in campioni di pancreas, ottenuti da biopsie di pazienti sottoposti a pancreasectomia parziale e classificati come normo-tolleranti al glucosio (NGT) o con alterata tolleranza al glucosio (IGT) o con diagnosi di diabete di tipo 2 (DT2), al fine di indagare i meccanismi di disfunzione delle cellule beta del pancreas che si verificano in situazioni di stress metabolico”.

 

I risultati dello studio

“Attraverso l’utilizzo di tecniche immuno-istologiche, di microscopia a fluorescenza e di analisi di immagine su preparati istologici di biopsie di pancreas, abbiamo osservato che nelle cellule beta di isole pancreatiche di pazienti con diabete di tipo 2 e di pazienti con alterata tolleranza al glucosio, si rilevava un aumento dei livelli di proinsulina rispetto ai pazienti senza diabete. Inoltre, abbiamo osservato che, all’interno delle cellule beta del pancreas, tale incremento induceva un’anomala sovrapposizione tra le molecole di proinsulina e di insulina che, in condizioni normali, si trovano in zone diverse delle cellule beta, per impedire che la proinsulina venga rilasciata insieme all’insulina”.

“Di rilievo, siamo stati in grado di correlare tali fenomeni, osservabili all’interno del pancreas, con le tipiche alterazioni metaboliche misurabili in circolo nei suddetti pazienti, quali la secrezione insulinica stessa o la sensibilità al glucosio delle cellule beta, dimostrando come l’incremento del rapporto proinsulina/insulina nelle cellule beta sia fortemente correlato alla loro funzione”.

“Questo studio – conclude la d.ssa Brusca – rappresenta l’anello di congiunzione tra le alterazioni metaboliche tipiche del diabete di tipo 2 e le alterazioni molecolari in atto all’interno delle cellule beta. Sebbene diversi studi abbiano in precedenza osservato tali fenomeni nei modelli animali di diabete di tipo 2, questa ricerca ha osservato queste alterazioni direttamente nell’uomo e le ha correlate con i difetti metabolici tipici del diabete di tipo 2.

 

Conclusioni e prospettive dello studio

“Per la prima volta – sottolinea il prof. Francesco Dotta, direttore UOC Diabetologia-Siena, professore di Endocrinologia e direttore del Dipartimento di Scienze Mediche Chirurgiche e Neuroscienze, Università di Siena – siamo stati in grado di correlare i fenomeni di alterazione del rapporto proinsulina/insulina circolanti e le disfunzioni metaboliche tipiche del diabete di tipo 2, a quello che avviene all’interno delle isole pancreatiche; questo è stato possibile grazie alla disponibilità di materiale preziosissimo derivante da campioni bioptici ottenuti da pazienti sottoposti a chirurgia pancreatica e con diverso grado di tolleranza al glucosio nonché affetti da diabete di tipo 2 ed il cui reclutamento e caratterizzazione metabolica sono stati coordinati dal gruppo di ricerca del professor Andrea Giaccari e della dott.ssa Teresa Mezza presso il Policlinico Gemelli e l’Università Cattolica del Sacro Cuore, Roma”.

“I nostri risultati – conclude il dr. Dotta – suggeriscono che l’alterata sensibilità al glucosio delle cellule beta pancreatiche è correlata all’aumento del rapporto proinsulina/insulina in-situ; ciò, probabilmente, accade per far fronte alla maggiore richiesta di insulina da parte dell’organismo e che non è correttamente gestibile dalle cellule beta disfunzionali quando si trovano in condizioni di stress, evidenziando così l’importanza di un corretto processamento e ripiegamento della proinsulina per il mantenimento ottimale dell’omeostasi del glucosio. Comprendere, grazie ad ulteriori studi, tali meccanismi ci aiuterà in futuro a elaborare nuove strategie di terapeutiche”.

 

 

Reference

N. Brusco1,2, G. Sebastiani1,2, G. Licata1,2, G.E. Grieco1,2, L. Nigi1,2, F. Cinti3, G.P. Sorice3, S. Moffa3, C.M.A. Cefalo3, A.Mari4, F. Dotta1,2, A. Giaccari3 and T. Mezza3 – Nelle isole pancreatiche l’espressione in-situ di proinsulina e insulina rispecchia i difetti metabolici osservati nei donatori con diabete di tipo 2 e intolleranti al glucosio.

 

1 Diabetes Unit Department of Medical Science, Surgery and Neuroscience, University of Siena

2 Umberto Di Mario Foundation ONLUS, Toscana Life Sciences Siena, Italy

3 Endocrinologia e Diabetologia, Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli IRCSS–Università Cattolica del Sacro Cuore, Roma, Italia

4 CNR, Padova, Italia

 

 

*La dott.ssa Maria Rita Montebelli è medico specialista in endocrinologia al Dipartimento di Scienze gastroenterologiche, endocrino-metaboliche e nefro-urologiche del Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS, Roma.
Si occupa da molti anni di divulgazione medico-scientifica, come giornalista, moderatore di incontri scientifici, addetto stampa. Scrive per Quotidiano Sanità e per il portale Salute di Repubblica.

 

**Il dr. Andrea Sermonti è giornalista, laureato in Giurisprudenza all’Università La Sapienza di Roma, attualmente Direttore di StudioNews, Bruxelles, Società di servizi stampa, specializzata nell’offerta di service giornalistici per i quotidiani e on line nonché nell’organizzazione di conferenze ed eventi media.

 

 

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