Il trapianto di cellule delle isole pone le cellule di un donatore di organi nel corpo di un’altra persona. È usato sperimentalmente per trattare il diabete di tipo 1
Immagine per gentile concessione di UCSF Diabetes Education Online
Isole pancreatiche e cellule beta
Il pancreas è un organo delle dimensioni di una mano situato nell’addome in prossimità dello stomaco, dell’intestino e di altri organi. Si trova dietro lo stomaco e davanti alla spina dorsale. Il pancreas produce succhi che aiutano a digerire il cibo e ormoni come l’insulina e il glucagone che mantengono livelli ottimali di zucchero nel sangue e aiutano il corpo a utilizzare e immagazzinare energia dal cibo.
In tutto il pancreas ci sono gruppi di cellule chiamate isole di Langerhans. Le isole sono composte da diversi tipi di cellule, comprese le cellule beta che producono insulina. L’insulina è un ormone che aiuta il corpo a usare il glucosio per l’energia.
Insulina e diabete
Il diabete si sviluppa quando il corpo non produce abbastanza insulina, non può usare l’insulina correttamente, o entrambi, causando un accumulo di glucosio nel sangue. Il diabete è una malattia seria che, se non controllata, può essere pericolosa per la vita. È spesso associato a complicazioni a lungo termine che possono colpire ogni sistema e parte del corpo. Il diabete può contribuire a disturbi oculari e cecità, malattie cardiache, ictus, insufficienza renale, amputazioni e danni ai nervi.
Diabete di tipo 1
Il diabete di tipo 1 deriva dall’incapacità del corpo di produrre insulina, l’ormone che “sblocca” le cellule del corpo, permettendo al glucosio di entrare e alimentarle. Si tratta di una malattia autoimmune in cui il corpo vede le cellule beta (cellule che producono insulina che si trovano nelle isole del pancreas) come una sostanza estranea, così il sistema immunitario del paziente attacca le isole e le uccide. Si stima che il 5-10% degli americani a cui viene diagnosticato il diabete abbia il diabete di tipo 1. La maggior parte delle persone con il diabete di tipo 1 non ha una storia familiare della malattia e attualmente non c’è modo di prevenire l’insorgenza del diabete di tipo 1.
 |
||
| Immagine per gentile concessione del Clinical Islet Transplantation (CIT) Consortium, sponsorizzato dal National Institute of Diabetes & Digestive & Kidney Diseases (NIDDK) e National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) |
Terapia insulinica, somministrata tramite iniezione o pompa di insulina, è salvavita. Tuttavia, non è perfetta. La maggior parte delle persone con diabete di tipo 1 hanno ancora livelli di glucosio nel sangue che sono al di sopra della norma. Questo li mette a rischio per le complicazioni a lungo termine del diabete.
Alcune persone hanno quello che i medici chiamano diabete labile, o fragile. I livelli di glucosio nel sangue oscillano da alti a bassi nonostante i migliori piani di insulina.
A causa di questo, i sopravvissuti al diabete di tipo 1 a lungo termine spesso sviluppano complicazioni vascolari, come la retinopatia diabetica, una malattia degli occhi che può causare una visione scadente e la cecità, e la nefropatia diabetica, una malattia renale che può portare all’insufficienza renale.
Inconsapevolezza dell’ipoglicemia
Quelli che sono in grado di mantenere i loro livelli di glucosio nel sangue vicino alla normalità spesso hanno problemi con la glicemia bassa (ipoglicemia). E dopo molti anni, alcune persone perdono i primi sintomi che li avvertono che il loro livello di glucosio nel sangue sta scendendo. Questo si chiama inconsapevolezza dell’ipoglicemia e aumenta il rischio di ipoglicemia grave.
L’inconsapevolezza dell’ipoglicemia è una condizione pericolosa per la vita che non è facilmente trattabile con i farmaci ed è caratterizzata da segnali di allarme ridotti o assenti per l’ipoglicemia. Alcuni pazienti diabetici di tipo 1 sono stati conosciuti per impostare le loro sveglie per svegliarli più volte a notte per paura che possano avere un episodio ipoglicemico catastrofico durante il sonno. Per questi individui, il trapianto di isole pancreatiche è una valida opzione di trattamento da considerare.
Procedimento di trapianto di cellule pancreatiche
Nel trapianto di isole, le isole sono prese dal pancreas di un donatore di organi deceduto. Le isole vengono purificate, trattate e trasferite in un’altra persona. Una volta impiantate, le cellule beta di queste isole iniziano a produrre e rilasciare insulina. I ricercatori sperano che il trapianto di isole aiuterà le persone con diabete di tipo 1 a vivere senza iniezioni quotidiane di insulina.
I ricercatori usano enzimi specializzati per rimuovere le isole dal pancreas di un donatore deceduto. Poiché le isole sono fragili, il trapianto avviene subito dopo la loro rimozione. In genere un paziente riceve almeno 10.000 “equivalenti” di isole per chilogrammo di peso corporeo, estratte da due pancreas del donatore. I pazienti spesso richiedono due trapianti per raggiungere l’indipendenza dall’insulina. Alcuni trapianti hanno usato meno equivalenti di isole presi da un singolo pancreas donato.
I trapianti sono spesso eseguiti da un radiologo, che usa raggi X e ultrasuoni per guidare il posizionamento di un catetere – un piccolo tubo di plastica – attraverso l’addome superiore e nella vena porta del fegato. Le isole vengono poi infuse lentamente attraverso il catetere nel fegato. Il paziente riceve un anestetico locale e un sedativo. In alcuni casi, un chirurgo può eseguire il trapianto attraverso una piccola incisione, utilizzando l’anestesia generale. Le isole estratte dal pancreas di un donatore vengono infuse nel fegato. Una volta impiantate, le cellule beta delle isole iniziano a produrre e rilasciare insulina.
 |
|
| Immagine per gentile concessione dell’Università di Alberta e del Clinical Islet Transplantation (CIT) Consortium, sponsorizzato dal National Institute of Diabetes & Digestive & Kidney Diseases (NIDDK) e National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) |
Le isole iniziano a rilasciare insulina subito dopo il trapianto. Tuttavia, la piena funzione delle isole e la crescita di nuovi vasi sanguigni associati alle isole richiedono tempo. Il medico ordinerà molti test per controllare i livelli di glucosio nel sangue dopo il trapianto, e l’insulina viene solitamente somministrata fino a quando le isole non sono completamente funzionali.
Benefici e rischi del trapianto di isole
Benefici
L’obiettivo del trapianto di isole è di infondere abbastanza isole per controllare il livello di glucosio nel sangue senza iniezioni di insulina. Altri benefici possono includere un migliore controllo del glucosio e la prevenzione di episodi potenzialmente pericolosi di ipoglicemia. Poiché un buon controllo del glucosio nel sangue può rallentare o prevenire la progressione delle complicazioni associate al diabete, come malattie cardiache, renali e danni ai nervi o agli occhi, un trapianto riuscito può ridurre il rischio di queste complicazioni.
Rischi
I rischi del trapianto di isole includono i rischi associati alla procedura di trapianto – in particolare emorragie e coaguli di sangue – e gli effetti collaterali dei farmaci immunosoppressori che i destinatari del trapianto devono assumere per impedire al sistema immunitario di rigettare le isole trapiantate.
La maggior parte delle persone ha bisogno di due infusioni in tempi diversi per avere abbastanza isole funzionanti, e alcuni ne hanno bisogno di tre. Quindi, anche se il trapianto di isole si rivelasse efficace, attualmente non ci sono abbastanza pancreas da donatore disponibili per trattare tutti i diabetici di tipo 1.
Immunosoppressione e rigetto
Come per ogni trapianto d’organo, il ricevente di un trapianto di isole deve prendere farmaci ogni giorno per evitare che il corpo rigetti le isole. Il sistema immunitario è programmato per distruggere batteri, virus e tessuti che riconosce come “estranei”, comprese le isole trapiantate. Inoltre, la risposta autoimmune che ha distrutto le isole del destinatario del trapianto in primo luogo può ripetersi e attaccare le isole trapiantate.
Questi farmaci mettono la persona a rischio di infezioni e alcuni tumori. Possono anche causare effetti collaterali che vanno da lievi a gravi. Alcune persone che hanno ricevuto un trapianto di isole hanno dovuto smettere di prendere questi farmaci, a causa degli effetti collaterali e poi le loro nuove isole hanno smesso di funzionare.
Nuovi protocolli di immunosoppressione
Il protocollo di Edmonton ha introdotto l’uso di una nuova combinazione di farmaci immunosoppressori, chiamati anche farmaci anti-rigetto, tra cui daclizumab (Zenapax), sirolimus (Rapamune), e tacrolimus (Prograf). Il daclizumab viene somministrato per via endovenosa subito dopo il trapianto e poi interrotto. Sirolimus e tacrolimus, i due farmaci principali che impediscono al sistema immunitario di distruggere le isole trapiantate, devono essere presi per tutta la vita o finché le isole continuano a funzionare.
Questi farmaci hanno effetti collaterali significativi e i loro effetti a lungo termine non sono ancora completamente conosciuti. Gli effetti collaterali immediati dei farmaci immunosoppressori possono includere piaghe in bocca e problemi gastrointestinali, come disturbi di stomaco e diarrea. I pazienti possono anche avere un aumento dei livelli di colesterolo nel sangue, ipertensione, anemia, affaticamento, diminuzione della conta dei globuli bianchi, diminuzione della funzione renale, e maggiore suscettibilità alle infezioni batteriche e virali. L’assunzione di farmaci immunosoppressori aumenta anche il rischio di tumori e cancro.
I ricercatori continuano a sviluppare e studiare modifiche al regime farmacologico del protocollo di Edmonton, compreso l’uso di nuovi farmaci e nuove combinazioni di farmaci progettati per aiutare a ridurre la distruzione delle isole trapiantate e promuovere il loro impianto di successo. Queste terapie possono aiutare i destinatari del trapianto ad ottenere una migliore funzione e durata delle isole trapiantate con meno effetti collaterali. L’obiettivo finale è quello di raggiungere la tolleranza immunitaria delle isole trapiantate, dove il sistema immunitario del paziente non riconosce più le isole come estranee. Se raggiunta, la tolleranza immunitaria permetterebbe ai pazienti di mantenere le isole trapiantate senza immunosoppressione a lungo termine.
I ricercatori stanno anche cercando di trovare nuovi approcci che consentano un trapianto di successo senza l’uso di farmaci immunosoppressori. Per esempio, uno studio sta testando il trapianto di isole che sono incapsulate con un rivestimento speciale progettato per prevenire il rigetto.
Carenza di isole
Un grande ostacolo all’uso diffuso del trapianto di isole è la carenza di isole. Anche se gli organi di circa 7.000 donatori deceduti diventano disponibili ogni anno negli Stati Uniti, meno della metà dei pancreas donati sono adatti per il trapianto di pancreas di organi interi o per la raccolta di isole – abbastanza solo per una piccola percentuale di persone con diabete di tipo 1.
Tuttavia, i ricercatori stanno perseguendo vari approcci per risolvere questo problema, come il trapianto di isole da un singolo pancreas donato, da una parte del pancreas di un donatore vivo, o da maiali. I ricercatori hanno trapiantato le isole di maiale in altri animali, comprese le scimmie, incapsulando le isole o utilizzando farmaci per prevenire il rigetto. Un altro approccio è la creazione di isole da altri tipi di cellule, come le cellule staminali. Le nuove tecnologie potrebbero poi essere impiegate per far crescere le isole in laboratorio.