Uno studio preclinico ha dimostrato che è possibile modificare geneticamente le cellule di grasso per aumentare il consumo di energia, e abbassare i livelli di glucosio e di lipidi nel sangue
Già sui banchi di scuola ci insegnano che il nostro organismo è composto da due tipi di tessuto adiposo (grasso): quello bianco e quello bruno. Il primo ha la funzione di immagazzinare le riserve adipose, mentre quello bruno (abbondante nei mammiferi che vanno in letargo) è dedicato al consumo di energia, un ottimo alleato per combattere l’obesità. Un gruppo di ricercatori ha quindi puntato l’attenzione sul sistema di editing genomico CRISPR per “imbrunire” il tessuto adiposo bianco. In studi preclinici, le cellule modificate geneticamente sono state trapiantate in topi modello, i quali hanno mostrato una minore tendenza ad ingrassare e una maggiore sensibilità all’insulina e capacità di eliminare il glucosio dal sangue. Lo studio è stato pubblicato su Science Translational Medicine.
Obesità e malattie correlate, come il diabete di tipo 2, sono in rapido aumento in tutto il mondo. Stando ai dati dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), il numero di persone obese e sovrappeso nel mondo è quasi triplicato dal 1975. Nel 2016 erano quasi 2 miliardi gli adulti sovrappeso, di cui 650milioni obesi. Sviluppare strategie terapeutiche e, soprattutto, preventive è fondamentale per la salute delle persone e per la gestione dei sistemi sanitari.
GRASSO BIANCO E GRASSO BRUNO
Il gruppo di ricerca - coordinato da Yu-Hua Tseng, ricercatrice presso la sezione di Fisiologia Integrativa e Metabolismo del Joslin Diabetes Center di Boston e professore associato alla Harvard Medical School - si è focalizzato sulle caratteristiche delle cellule che compongono il tessuto adiposo umano. Nei mammiferi esistono due differenti tipi di tessuto adiposo: quello bianco e quello bruno. Il primo rappresenta la quasi totalità del grasso nell’uomo adulto, che ha solo tracce di quello bruno, mentre i neonati hanno piccole quantità di grasso bruno che viene poi trasformato in bianco durante la crescita. Sia il tessuto adiposo bianco che quello bruno contribuiscono all’omeostasi energetica dell’organismo, ma hanno grosse differenze dal punto di vista della morfologia e delle funzioni. Il tessuto bianco ha la funzione di immagazzinare le gocce lipidiche, mentre quello bruno è dedicato alla dissipazione dell’energia. L’attivazione del tessuto adiposo bruno aumenta il consumo di energia e riduce le riserve adipose, abbassando la massa grassa. Di conseguenza un interessante alleato per ideare strategie per combattere l’obesità.
È grazie all’espressione della proteina UCP1 umana (hUCP1) - in rosso nell’immagine - che il tessuto adiposo bruno genera calore in risposta al freddo esterno, consumando le nostre riserve, abbassando i livelli di glucosio e di lipidi nel sangue. Purtroppo, le cellule di grasso bruno si trovano solo in piccole regioni del corpo umano. Il grasso bianco è invece distribuito in tutto il corpo e si trova in uno strato superficiale, facilmente raggiungibile. Queste caratteristiche (elevata disponibilità e facilità nel prelievo) hanno spinto i ricercatori a studiare un modo per “imbrunire” il tessuto adiposo bianco.
“IMBRUNIRE” IL GRASSO BIANCO: LO STUDIO PRECLINICO
Dopo aver prelevato le cellule – non ancora completamente differenziate nella loro forma definitiva - dal tessuto adiposo bianco, gli scienziati hanno utilizzato il sistema di editing genomico Crispr-Cas9 per aumentare l’espressione del gene UCP1, che innesca nelle cellule “bianche” un meccanismo in grado di farle differenziare in cellule “simil-brune”, chiamate dai ricercatori HUMBLE (HUMan Brown-LikE). Come spiegato da Tseng, se trapiantate in topi privi di sistema immunitario, le cellule progenitrici HUMBLE si sono sviluppate in cellule che funzionano in maniera molto simile alle cellule di grasso bruno dei topi. Le cellule di grasso HUMBLE sono morfologicamente simili alle cellule di grasso bianche, ma esprimono la proteina hUCP1 specifica del grasso bruno.
Sono poi stati condotti degli esperimenti comparativi tra i trapianti di queste cellule con le cellule di grasso bianco originali in topi sottoposti a una dieta ricca di grassi. I topi con le cellule HUMBLE hanno dimostrato sia una maggiore sensibilità all'insulina che una migliore capacità di eliminare il glucosio dal sangue, due fattori chiave nel diabete di tipo 2. Inoltre, i topi hanno acquisito meno peso rispetto a quelli trattati con le cellule di grasso bianco.
PROSPETTIVE FUTURE
Se la tecnica per produrre le cellule HUMBLE si dimostrasse valida nella ricerca preclinica, potrebbe essere possibile generare questo tipo di cellule per i singoli pazienti, gettando così le basi per una terapia personalizzata. La procedura consisterebbe nel rimuovere una piccola quantità di cellule di tessuto adiposo bianco dal paziente, isolare le cellule progenitrici, modificarle con CRISPR per aumentare l'espressione del gene UCP1, e poi reimpiantarle nel paziente. Purtroppo, questo approccio è molto costoso e complicato e, proprio per questo motivo, i ricercatori stanno già valutando possibili percorsi alternativi. Tra questi, l’utilizzo di cellule da donatore, incapsulate in biomateriali per evitare il rigetto, e strategie di terapia genica, per veicolare il gene di interesse direttamente nelle cellule progenitrici del tessuto adiposo bianco.
Le terapie avanzate hanno l’ambizione di allargare gli orizzonti e offrire soluzioni per patologie che i farmaci più classici attualmente a disposizione non possono adeguatamente affrontare. Un potenziale vantaggio di un approccio basato sulle cellule, rispetto ad un trattamento farmacologico basato su molecole, è di avere un effetto terapeutico più completo e persistente. "L'impiego di terapie cellulari o geniche per trattare l'obesità o il diabete di tipo 2 una volta era visto come fantascienza", ha commentato Yu-Hua Tseng. "Ora i progressi scientifici, come le tecnologie di editing genomico basate su CRISPR, ci aiuteranno a migliorare il metabolismo, il peso corporeo, la qualità della vita e la salute generale delle persone con obesità e diabete".
