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Columbia team di progettazione guidato da Sam Sia, professore di ingegneria biomedica, ha sviluppato un semplice ed innovativo metodo per convertire direttamente grasso bianco al marrone grasso al di fuori del corpo e quindi reimpianto in un paziente. La tecnica utilizza procedure di innesto di grasso comunemente eseguite dai chirurghi plastici, in cui il grasso viene raccolto da sotto la pelle e poi ritrasplantato nello stesso paziente per scopi cosmetici o ricostruttivi. I ricercatori riferiscono in uno studio Scientific Reports (21 maggio) che hanno convertito con successo il grasso bianco raccolto in grasso bruno in laboratorio per un potenziale uso come terapia.

Altri metodi per aumentare il grasso bruno includono l’esposizione cronica al freddo, che è scomoda per la maggior parte delle persone, e farmaci che possono causare effetti collaterali prendendo di mira altri organi. “Il nostro approccio all’aumento del grasso bruno è potenzialmente più sicuro dei farmaci perché l’unica cosa che va nei pazienti è il proprio tessuto, ed è altamente controllabile perché possiamo regolare la quantità di grasso bruno che iniettiamo”, afferma Sia. “Il processo è anche così semplice che potrebbe essere potenzialmente eseguito utilizzando un sistema automatizzato all’interno di uno studio medico o di una clinica.”

Il team ha convertito il grasso bianco in grasso bruno coltivando frammenti di tessuto in supporti contenenti fattori di crescita e altri fattori di doratura endogeni per una o tre settimane per stimolare il processo di “doratura”. Hanno valutato la doratura del grasso bianco misurando i livelli di diversi biomarcatori di grasso bruno, tra cui l’attività mitocondriale e il marcatore proteico del grasso bruno UCP1. In uno degli esperimenti dello studio, hanno scoperto che il grasso bianco sottocutaneo nei topi potrebbe essere convertito direttamente in grasso bruno al di fuori del corpo e che il grasso bruno è sopravvissuto e rimasto stabile dopo l’iniezione nello stesso topo per un lungo periodo (due mesi in questo esperimento).

“La persistenza del grasso bruno convertito è molto importante perché sappiamo che quando il grasso bianco viene naturalmente stimolato a trasformarsi in grasso bruno in vivo, ad esempio attraverso l’esposizione al freddo, può cambiare rapidamente quando la stimolazione viene rimossa”, afferma Brian Gillette, coautore dello studio e ingegnere biomedico addestrato dalla Columbia che ora lavora nel dipartimento di chirurgia dell’ospedale NYU Winthrop. “Anche se potremmo ripetere la procedura più volte se necessario, poiché è minimamente invasiva, è fondamentale che il grasso bruno sopravviva bene e rimanga stabile in modo che possa funzionare come una terapia efficace.”

I ricercatori hanno quindi utilizzato i loro metodi sul grasso sottocutaneo umano e sono stati in grado di convertirlo efficacemente in grasso bruno. “Questo suggerisce che un giorno potrebbe essere possibile tentare il nostro approccio negli esseri umani come potenziale terapia per aiutare con la perdita di peso, il controllo dei livelli di glucosio nel sangue o per prevenire l’aumento di peso”, afferma Nicole Blumenfeld, dottoranda che lavora con Sia e autore principale del documento.

I ricercatori osservano che, mentre i topi con una dieta ricca di grassi trattati con grasso bruno direttamente convertito nell’esperimento non hanno mostrato una perdita di peso statisticamente significativa rispetto a un gruppo di controllo trattato con grasso bianco non convertito, lo studio dimostra una strategia di innesto tissutale semplice e scalabile che aumenta il grasso bruno endogeno.

“Questo è un eccitante progresso verso il tessuto adiposo bruno ingegnerizzato nelle applicazioni cliniche se si dimostra sicuro ed efficace negli esseri umani”, afferma Li Qiang, assistente professore in patologia e biologia cellulare presso il Columbia University Medical Center che non è stato coinvolto in questo studio. Esperto nella fisiopatologia del diabete e dell’obesità, Qiang ha documentato il meccanismo che promuove la” doratura ” del tessuto adiposo bianco.

I ricercatori stanno ora perfezionando le loro tecniche e dosaggi e eseguendo ulteriori studi sull’impatto dei loro metodi sul metabolismo e sulla regolazione del peso. “C’è una chiara necessità di esplorare nuovi approcci di perdita di peso con il potenziale di bassi tassi di complicanze e di efficacia a lungo termine”, aggiunge Sia. “La capacità di coltivare grandi quantità di tessuto contemporaneamente mantenendo la sua struttura vascolare 3D è vantaggiosa e promette come potenziale approccio nella gestione clinica del peso.”

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