La matematica spiega il diabete

La matematica spiega il diabeteCurare una patologia senza conoscerne a fondo l’eziologia è difficile perché non si sa quali sono i meccanismi da “riparare”, se possibile.
Così era nel diabete. Si sapeva cosa accade nelle cellule delle Isole del Langherans quando un individua ha il diabete, ma non i motivi per cui queste strutture smettono di secernere insulina in modo fisiologico.

Grazie a un modello matematico oggi si comprendono meglio i meccanismi responsabili del diabete di tipo 2, la forma più comune che interessa il 90% dei casi e che si sviluppa prevalentemente a partire dai 40 anni di età.
Lo studio “Defective Amplifying Pathway of β-cell Secretory Response to Glucose in Type 2 Diabetes: Integrated Modeling of in vitro and in vivo Evidence” (Grespan Eleonora, Giorgino Toni et al.) è stato coordinato dall’Istituto di Neuroscienze del CNR di Padova, in collaborazione con l’Istituto di fisiologia clinica del Cnr di Pisa e le università di Pisa e di Pittsburgh (Usa).
Nel loro lavoro, i ricercatori hanno integrato studi in vitro e in vivo per superare i limiti di un approccio puramente sperimentale e sono riusciti a individuare le cause che portano le cellule beta del pancreas a ridurre la secrezione di insulina.

Uno dei problemi fin qui riscontrati era l’impossibilità di applicare in vivo su uomo le stesse metodiche utilizzate in vitro in laboratorio.

Per bypassare questo limite i ricercatori hanno utilizzato un modello matematico.
Andrea Mari, ricercatore dell’In-Cnr e co-autore dello studio, ha confermato: «nella letteratura scientifica sono presenti studi in vivo sul ruolo della disfunzione delle beta-cellule, mentre la ricerca in vitro ha chiarito i meccanismi chiave (detti di attivazione e amplificazione) che controllano la secrezione di insulina. Attraverso l’analisi dei dati ottenuti dagli studi in vitro, abbiamo sviluppato un modello matematico che rappresenta i meccanismi secretori della beta-cellula normale. Lo stesso modello è poi stato utilizzato con successo per simulare le risposte secretorie ottenute in una serie di esperimenti classici sull’uomo, dimostrando la congruità tra gli studi in vitro e quelli in vivo».
Conclude Eleonora Grespan, dell’In-Cnr: «basandoci su questa coerenza interpretativa, siamo stati in grado di verificare che la risposta diabetica dipende dai meccanismi di amplificazione della secrezione, mentre quelli di attivazione non appaiono coinvolti. La ricerca, inoltre, conferma il potenziale applicativo dei modelli matematici nella comprensione della fisiopatologia, in particolar modo quando gli studi in vivo sono limitati da ragioni pratiche o etiche e nei casi in cui l’analisi di molteplici condizioni sperimentali rappresenti la chiave per comprendere i difetti funzionali a livello cellulare».

Stefania Somaré

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