Generazione di cellule β da cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) di un paziente con MODY8

Background e obiettivi: il Maturity Onset Diabetes of the Young (MODY) è una forma monogenica autosomica dominante di diabete. L’analisi con Next Generation Sequencing in un paziente con diabete e disfunzione pancreatica esocrina, ha evidenziato una delezione di una singola base nel gene CEL (carboxyl ester lipase), corrispondente al MODY8. CEL è un enzima digestivo, espresso principalmente nel tessuto acinare pancreatico, e il MODY8 è caratterizzato da disfunzione pancreatica esocrina ed endocrina. Cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) riprogrammate da cellule somatiche adulte possono essere differenziate in vitro in cellule β pancreatiche. Nel MODY, questo offre l’opportunità di scoprire il ruolo del gene CEL mutato nella β cellula e di esplorare la possibilità di una terapia cellulare autologa con cellule β derivate da iPSC. Obiettivo di questo progetto è generare iPSC dal paziente MODY8 e differenziarle in cellule β pancreatiche. Metodi: fibroblasti da una biopsia cutanea ottenuta dal paziente MODY8 sono stati riprogrammati in iPSC con Sendai virus contentene i fattori di Yamanaka. Le iPSC sono state poi caratterizzate per pluripotenza, stabilità genomica (cariotipo e aCGH) e capacità di differenziare nei tre foglietti embrionali. Infine, le MODY8 iPSC sono state differenziate in vitro in cellule β pancreatiche. Risultati: sono stati isolati sei cloni di MODY8-iPSC, con cariotipo normale. L’analisi molecolare del genoma rivela che 2 cloni non presentano anomalie, mentre 4 cloni presentano variazioni del numero di copie (da 1 a 13) in regioni cromosomiche non correlate ai geni di sviluppo del pancreas. Le MODY8-iPSC esprimono i marcatori di pluripotenza OCT4 e NANOG e generano cellule di endoderma, ectoderma e mesoderma. I sei cloni differenziano infine in cellule pancreatiche, che esprimono Pdx1, Nkx6.1 e Insulina allo stadio finale del differenziamento (rispettivamente 42,0±5.4%, 13.7±7.1% e 3.2±2.5% delle cellule). Conclusione: MODY8-iPSC sono state generate e differenziate in cellule pancreatiche. Sono in corso studi sulla loro funzionalità secretoria, al fine di comprendere l’effetto della mutazione di CEL nelle cellule β e di sviluppare una strategia terapeutica basata sulla sostituzione cellulare.