Studi sul diabete: una luce infrarossa per misurare i segnali metabolici nel pancreas umano

Decifrare la risposta molecolare al glucosio delle cellule “alfa” e “beta” nelle isole di Langerhans del pancreas umano, senza interferire con la vitalità del tessuto.

È il risultato ottenuto presso il Laboratorio NEST della Scuola Normale Superiore da un team di ricercatori coordinato dal professore di fisica applicata Francesco Cardarelli, che apre nuove prospettive alla ricerca sul diabete. La piattaforma utilizzata è quella della microscopia ottica a luce infrarossa, una tecnologia che garantisce alta penetrazione nel tessuto ed alta risoluzione spaziale, senza risultare tossica per le cellule e senza richiedere di manipolare il campione. Infatti, veicolata nel campione a specifiche frequenze, la luce infrarossa eccita il segnale di fluorescenza intrinseco di molecole fondamentali per i processi biochimici della cellula, e tramite questo ne svela lo stato metabolico. La metodica, coniugata all’utilizzo di anticorpi, ha reso poi possibile identificare la risposta metabolica al glucosio di specifiche cellule, le cellule “alfa” e quelle “beta”, deputate rispettivamente alla produzione e rilascio di glucagone e insulina.

“La nostra tecnologia può svelare lo stato metabolico della cellula e la sua risposta a specifici stimoli, per esempio una variazione brusca del livello glicemico, in modo non invasivo e continuativo nel tempo – spiega Cardarelli -. Finora applicata a tessuti di donatori sani, si può immaginare in un futuro vicino di estenderne l’uso a tessuti di pazienti diabetici e testare l’effetto di farmaci sulla risposta metabolica delle cellule pancreatiche”.

Il team di ricerca diretto da Cardarelli vede coinvolti ricercatori e ricercatrici della Scuola Normale Superiore e del Dipartimento di Endocrinologia e metabolismo dei trapianti d’organo e cellulari dell’Azienda Ospedaliera Universitaria Pisana. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Communications Biology del Nature Publishing Group e presentati al Congresso dell’European Association for the Study of Diabetes (EASD 2022, Stockolm; LINK al talk). Questo studio si inserisce nel progetto ERC Consolidator Grant CAPTUR3D.