Tracciare la storia delle singole cellule nell'organismo in via di sviluppo può rivelare differenze funzionali tra cellule apparentemente uniformi. Questa conoscenza è importante per definire le caratteristiche delle cellule altamente rigenerative al fine di indirizzarle a terapie cellulari, oltre a prevenire la formazione di cellule non idonee, che compromettono la salute generale dell'organismo. Lo studio qui presentato presenta un nuovo metodo per tracciare la storia delle cellule , che svolgono la funzione essenziale di secernere insulina in risposta al glucosio.
Gli autori hanno tracciato le cellule per quanto riguarda la loro proliferazione, funzione e tempo di differenziazione nel pesce zebra. Lo studio mostra che le cellule con diverse storie di sviluppo coesistono insieme, che porta alla formazione di sottopopolazioni dinamiche che differiscono nel loro potenziale per subire proliferazione e svolgere compiti funzionali. Lo studio rivela anche l'inizio della funzione delle cellule β nel pesce zebra, che apre nuove strade per studiare come le cellule acquisiscono uno stato funzionale utilizzando questo potente modello genetico.
Recentemente, l'eterogeneità tra le cellule è diventata evidente, e si ritiene che questa eterogeneità possa svolgere un ruolo nella progressione del diabete. "Per esempio, anche 20 anni dopo l'insorgenza del diabete di tipo 1, alcune cellule possono sopravvivere nel pancreas, forse perché queste cellule sono diverse dalle altre, che permette loro di nascondersi dal sistema immunitario e di sfuggire alla distruzione autoimmune", dice Nikolaj Ninov. La capacità di visualizzare direttamente l'evoluzione dell'eterogeneità delle cellule nel pesce zebra aiuterà a comprendere la regolazione dinamica delle sottopopolazioni di cellule a livello molecolare. Questa conoscenza è di cruciale importanza per il successivo sviluppo di strategie efficaci per la rigenerazione e la protezione delle -cellule nel diabete.
"Come passo successivo, useremo il nostro modello e i metodi di tracciamento cellulare per comprendere i segnali che istruiscono le cellule ad acquisire uno stato funzionale. In particolare, abbiamo scoperto che nel pesce zebra questo processo richiede solo pochi giorni dopo la nascita delle cellule, considerando che è difficile ottenere la formazione di cellule β funzionali da cellule staminali umane in vitro. Così, la nostra ipotesi è che l'ambiente in vivo nel pancreas di zebrafish fornisca potenti segnali per una rapida maturazione funzionale delle cellule β. Identificheremo ora questi segnali, poiché questa conoscenza può aiutare a produrre cellule β umane funzionali in vitro per scopi di trapianto", Nikolay Ninov spiega.
Il progetto, che è stato previsto circa 3,5 anni fa, è stato guidato da CRTD Postdoc Sumeet Pal Singh. Inoltre, Sharan Janjuha (dottoranda, DIGS-BB) ha stabilito il test per l'imaging del calcio. Ulteriori ricercatori includono collaboratori dal Giappone (Daiichi Sankyo Co., srl), Regno Unito (Università di Oxford) e Germania (CRTD).
"Curiosità, e la spinta a dare un contributo originale verso una cura per il diabete imparando di più sulla biologia di base delle cellule β" motiva Nikolay Ninov nel suo lavoro quotidiano. Dal 2013 Nikolay Ninov è stato un capogruppo per "Biologia e rigenerazione delle cellule β " presso il CRTD e il Paul Langerhans Institut Dresden (PLID) dell'Helmholtz Zentrum München presso l'Ospedale Universitario di Dresda e la Facoltà di Medicina Carl Gustav Carus del TU di Dresda - partner del Centro tedesco per la ricerca sul diabete (DZD). Nel 2008, Nikolay Ninov ha completato il suo dottorato di ricerca presso l'Università di Barcellona (Spagna, Parco Scientifico di Barcellona). Successivamente ha lavorato come Postdoc presso l'Università di Toronto (Canada, Dipartimento di Biologia Cellulare e dei Sistemi, 2008-2009), l'Università della California a San Francisco (USA) e il Max Planck Institute for Heart and Lung Research di Bad Nauheim (Germania) (2009-2013).
