Diabete: create cellule che rilasciano insulina su note dei Queen

Un gruppo di ricercatori guidati da Martin Fussenegger, del Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Biosistemi del Politecnico di Zurigo a Basilea, ha messo a punto un innovativo sistema per aiutare i diabetici a ricevere la dose di insulina necessaria direttamente nel proprio corpo. In sostanza hanno creato cellule che rilasciano l'ormone una volta esposte alla musica, meglio rock come "We Will Rock You", il successo mondiale dei Queen. L'innovativo metodo e' stato descritto sulla rivista The Lancet. Il diabete e' una condizione in cui l'organismo produce troppo poco o per niente insulina. I diabetici dipendono da una fornitura esterna di questo ormone tramite iniezione o pompa. Gli scienziati, per semplificare la vita di queste persone con soluzioni per produrre e somministrare l'insulina direttamente nel corpo, hanno creato cellule che producono insulina attivabili tramite onde sonore. Per riuscirsi hanno utilizzato una proteina del batterio E. coli., che risponde a stimoli meccanici. La proteina si trova nella membrana del batterio e regola l'afflusso di ioni calcio all'interno della cellula. Il gruppo di scienziati ha incorporato l'impronta di questo canale ionico batterico nelle cellule umane che producono insulina. In questo modo, le cellule creano da sole il canale ionico e lo incorporano nella loro membrana. Come gli scienziati hanno potuto dimostrare, il canale in queste cellule si apre in risposta al suono, consentendo agli ioni di calcio con carica positiva di entrare nella cellula. Questo porta a un'inversione di carica nella membrana cellulare, che a sua volta fa si' che le minuscole vescicole piene di insulina all'interno della cellula si fondano con la membrana cellulare e rilascino l'insulina all'esterno.

 

- Nelle colture cellulari, i ricercatori hanno prima determinato quali frequenze e livelli di volume attivano maggiormente i canali ionici e hanno scoperto che i livelli di volume intorno ai 60 decibel e le frequenze dei bassi di 50 hertz erano i piu' efficaci nell'attivare i canali ionici. Per innescare il massimo rilascio di insulina, il suono o la musica dovevano essere riprodotti per un minimo di tre secondi con una pausa di un massimo di cinque secondi. Se gli intervalli erano troppo distanti, il rilascio di insulina era sostanzialmente inferiore. Infine, gli scienziati hanno esaminato quali generi musicali provocavano la risposta insulinica piu' forte a un volume di 85 dB. La musica rock con bassi rimbombanti, come la canzone "We Will Rock You" dei Queen, e' risultata essere la miglior soluzione, seguita dalla colonna sonora del film d'azione The Avengers. La risposta dell'insulina alla musica classica e a quella prodotta dalla chitarra acustica e' stata piuttosto debole. "We Will Rock You" ha innescato circa il 70% della risposta insulinica entro 5 minuti, e per intero entro 15 minuti. "Questo dato e' paragonabile alla risposta insulinica naturale indotta dal glucosio negli individui sani", ha spiegato Fussenegger. Per testare il sistema nel suo complesso, il gruppo di ricerca ha impiantato le cellule produttrici di insulina nei topi e ha posizionato gli animali in modo che la loro pancia fosse posta direttamente sull'altoparlante. Solo cosi' i ricercatori hanno potuto osservare una risposta insulinica. Quando gli animali potevano muoversi liberamente la musica non attivava il rilascio di insulina. "Le cellule da noi progettate rilasciano l'insulina solo quando la fonte sonora con il suono giusto viene riprodotta direttamente sulla pelle sopra l'impianto", ha detto Fussenegger. Il rilascio dell'ormone non e' stato innescato da rumori ambientali. Un'altra garanzia di sicurezza e' che i depositi di insulina hanno bisogno di quattro ore per riempirsi completamente dopo essere stati esauriti. Quindi, anche se le cellule fossero esposte al suono a intervalli di un'ora, non sarebbero in grado di rilasciare ogni volta un carico completo di insulina, causando cosi' un'ipoglicemia potenzialmente letale. (AGI)Sci/Cau foto Carl Lender