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La dieta Mima-Digiuno riprogramma il pancreas e promuove la rigenerazione β-cellulare

La capacità degli animali di sopravvivere alla mancanza di cibo è determinata da specifici adattamenti all’ambiente che spesso implicano uno stato di atrofia di tessuti ed organi, al fine di minimizzare il dispendio energetico. E’ stato recentemente evidenziato che, dopo il ritorno ad una dieta standard, il ripristino delle normali funzioni ed il ri-adattamento alle condizioni precedenti, sembra coinvolgere un processo di rigenerazione dei tessuti a partire da cellule staminali ivi presenti. Negli ultimi anni, numerosi lavori scientifici hanno evidenziato come il diabete, sia di tipo 1 che di tipo 2, si accompagni a processi di trans- e de-differenziazione a carico della popolazione β-cellulare, aprendo nuovi campi di ricerca mirati all’individuazione di interventi terapeutici basati su ri-programmazione, proliferazione e/o ri-differenziazione β-cellulare a partire da cellule pluripotenti Tali evidenze suggeriscono che la possibile conversione o riprogrammazione del commitment cellulare possa giocare un ruolo fondamentale sia nella patogenesi che nella terapia del diabete. Sebbene negli ultimi decenni siano stati condotti numerosi studi volti ad analizzare gli effetti di specifiche diete per migliorare l’insulino-resistenza e il diabete di tipo 2, ad oggi non è noto il potenziale di tali interventi nel promuovere una specifica riprogrammazione cellulare a livello dell’isola pancreatica.

L’obiettivo dello studio è stato quello di valutare se cicli alternati di una dieta standard con una dieta mima-digiuno (FMD) (ipocalorica, ipoproteica, a basso contenuto di carboidrati ma con alti livelli di grassi) fossero in grado di promuovere la produzione e/o la rigenerazione di β-cellule pancreatiche.

Per l’esecuzione di questo studio gli autori hanno somministrato cicli alternati di una dieta standard con una FMD in diversi modelli murini: uno di topi normali utilizzato come controllo; uno di diabete tipo 1, in cui alte dosi di streptozotocina determinavano la deplezione della massa β-cellulare ed uno di diabete tipo 2 in cui una mutazione nel gene del recettore per la leptina (Leprdb/db) causava insulino-resistenza e progressivo fallimento della funzione β-cellulare. Inoltre, al fine di valutare come condizioni che mimano il digiuno potessero influenzare la funzione β-cellulare nell’uomo, gli autori hanno condotto alcuni esperimenti anche in modelli ex vivo, utilizzando isole pancreatiche umane provenienti da donatori sani o da donatori con diabete mellito di tipo1.

I topi diabetici sottoposti a FMD per 4 giorni alla settimana, anche in stadio avanzato di malattia, ripristinavano sia il deficit di massa β-cellulare che la produzione di insulina. Dai dati presentati, questi animali miglioravano lo stato di sensibilità tissutale all'insulina ed il profilo infiammatorio, mostrando inoltre valori glicemici più stabili. L’analisi di specifici marcatori di proliferazione cellulare evidenziava come la dieta FMD promuovesse una diminuzione del numero di cellule differenziate o in commitment, a vantaggio invece delle cellule di transizione o in attiva proliferazione in senso β-cellulare. Analisi di biologia molecolare dimostravano come l'alternanza FMD vs dieta standard,  fosse in grado di promuovere un profilo di espressione genica in topi adulti più simile ai profili di espressione presenti in stadi di sviluppo embrionale o fetale. Tra questi geni veniva indotto in particolare neurogenina-3 (Ngn3), un fattore di trascrizione coinvolto nei processi di sviluppo e differenziamento di tessuti endocrini. Dagli studi condotti sulle isole pancreatiche umane, infine, gli autori rilevavano che, accanto all’over-espressione di Nng3, condizioni di “affamamento” erano in grado di ridurre l’attività di PKA di mTOR ed i livelli di IGF-1 e che, inoltre, il loro blocco, mediante specifici inibitori, mimava completamente gli effetti derivanti dalla dieta FMD. In conclusione, lo studio dimostra che cicli alternati di una dieta standard con una mima-digiuno sono in grado di attivare una serie di eventi in grado di promuovere la rigenerazione β-cellulare in corso di diabete. Gli elementi chiave di questo processo di rigenerazione, durante la dieta FMD, sembrano essere la riduzione dei livelli di IGF-1 e la conseguente down-regolazione dell’attività di PKA ed mTOR.

Fonte: Cell. 2017 Feb 23;168(5):775-788.e12. doi: 10.1016/j.cell.2017.01.040. Cheng CW.

Tratto da: Cardiolink, 12 maggio 2017