Ritratto di Postdoc: Hannah Waterman, alla ricerca della comunicazione delle cellule dell’ipocampo

Hannah Waterman è una ricercatrice post-dottorato presso l’Università del Duke. Le sue ricerche si concentrano sul comprendere come la comunicazione tra le cellule alfa e beta del pancreas regoli la secrezione d’insulina. In questo ritratto dedicato alle posizioni post-dottorato, parla dell’importanza delle proprie ricerche e di come spera che il proprio lavoro contribuisca a migliorare le terapie per il diabete.

Suggerimento 2: Risolvere la comunicazione tra le cellule delle isole pancreatiche nel diabete

S | Qual è il problema scientifico che state cercando di risolvere?

Il problema scientifico fondamentale che la mia ricerca cerca di affrontare riguarda il motivo per cui gli effetti stimolanti sulla secrezione di insulina del peptide insulinotropico dipendente dalla glucosio (GIP), un ormone di origine intestinale che viene rilasciato dopo i pasti e che stimola la secrezione di insulina, risultano alterati nelle fasi iniziali del diabete di tipo 2, nonostante la conservazione dell’espressione del recettore del GIP e la persistenza dell’efficacia clinica degli agonisti del recettore del GIP. Questa suggerisce che i meccanismi fondamentali che regolano l’azione del GIP non siano ancora stati pienamente chiariti. Mentre le cellule beta pancreatiche producono insulina per ridurre i livelli di zucchero nel sangue, le cellule alfa adiacenti secernono glucagone per aumentarli e coordinano anche la comunicazione all’interno delle isole. Evidenze crescenti dimostrano che gli aminoacidi, a partire dall’alanina, attivano le cellule alfa tramite la trasduzione del segnale del recettore del GIP, portando alla secrezione de fattori che aumentano la secrezione di insulina da parte delle cellule beta. Tuttavia, resta ignoto se questa via di segnalazione dall’h-cellulaalfa all’h-cellulabeta, dipendente dalla nutrizione, funzioni negli esseri umani. La mia ricerca unisce studi controllati sul metabolismo umano a esperimenti realizzati sulle isole pancreatiche umane, per determinare come l’alanina e il GIP collaborino nella regolazione della secrezione di insulina. Comprendere questo meccanismo potrebbe spiegare perché la funzione del GIP cambia nel diabete di tipo 2 e potrebbe aiutare a identificare nuovi approcci per migliorare le terapie basate sugli incretini e per preservare la funzione delle cellule beta.

S | Cosa l’ha spinta a dedicarsi agli studi sul metabolismo?

Metabolismo

Mentre procedevo al passaggio al mio percorso di formazione post-dottorato, ho iniziato a interessarmi alle domande irrisolte riguardanti gli ormoni inkretinici e la biologia delle isole pancreatiche. In particolare, nonostante il notevole successo clinico delle terapie basate su GIP, mi chiedevo perché l’effetto del GIP risultasse alterato nel diabete di tipo 2. Le mie ricerche si concentrano ora sul comprendere la comunicazione tra le cellule alfa e beta delle isole pancreatiche, che regolano la secrezione d’insulina, e sull’individuare i meccanismi che potrebbero migliorare le terapie diabetiche.

S | Da una delle Sue ricerche, cosa ha imparato che non si aspettava?

Tra le scoperte che ho realizzato, una delle più sorprendenti è che gli ormoni agiscono raramente da soli. Nei primi anni di formazione consideravo il GIP come un ormone che agisce direttamente sulle cellule beta pancreatiche per stimolare la secrezione di insulina. Man mano che iniziavo a esaminare la letteratura e a progettare gli esperimenti, ho capito che anche le cellule alpha pancreatiche svolgono un ruolo attivo in questo processo. Le cellule alpha non secernono glucagono soltanto per aumentare la glicemia: rispondono anche a nutrienti come gli aminoacidi e comunicano con le cellule beta adiacenti per aumentare la secrezione di insulina. Questo cambio di prospettiva ha trasformato profondamente il mio modo di pensare alla regolazione metabolica, rafforzando la convinzione che la fisiologia funzioni non attraverso singole vie indipendenti, ma attraverso interazioni coordinate tra cellule e organi. Questa consapevolezza ha plasmato il mio approccio alla ricerca, orientandomi a porre domande più integrative e a progettare esperimenti che riflettano la complessità del metabolismo umano, anziché studiare ormoni o tipi cellulari singoli in modo isolato.

S | Se le tue ricerche avranno successo, cosa potresti cambiare per la scienza o la società?

Se la mia ricerca avrà successo, contribuirà a migliorare la nostra comprensione di come il corpo regoli i livelli di zucchero nel sangue e di come questi processi vengano alterati nel diabete di tipo 2. Mettendo in luce nuovi meccanismi che controllano la secrezione di insulina, questo studio potrebbe aiutare a spiegare perché alcuni trattamenti attuali sono efficaci e a individuare opportunità per sviluppare terapie migliori. A un livello più ampio, la mia ricerca getta le basi per future scoperte nella biologia metabolica ed endocrina, contribuendo a una comprensione più approfondita della fisiologia umana. Il diabete di tipo 2 colpisce centinaia di milioni di persone in tutto il mondo e aumenta il rischio di gravi complicazioni, tra cui malattie cardiache, malattie renali, cecità e altre patologie, rendendolo uno dei più grandi problemi di salute pubblica del nostro tempo. Anche i più piccoli progressi nella comprensione di questa malattia portano con sé il potenziale di migliorare l’assistenza ai pazienti. Spero che questa ricerca contribuisca allo sviluppo di strategie più efficaci per prevenire, trattare e gestire il diabete, favorendo al tempo stesso la formazione di una nuova generazione di scienziati pronti ad affrontare le complesse questioni biomediche.

S | Qual è la domanda a cui sei più entusiasta di rispondere?

La domanda alla quale sono più entusiasta di rispondere è come il corpo si auto-regoli per mantenere il glicemia livelli normali molto prima dello sviluppo del diabete di tipo 2. Il fatto che molte persone rimangano metabolicamente sane per anni nonostante l’aumentata resistenza all’insulina, suggerisce l’esistenza di forti meccanismi di compensazione che preservano l’omeostasi del glicemia. desidero comprendere quali siano questi meccanismi, perché alcuni falliscano col passare del tempo in alcuni individui e se possano essere potenziati per ritardare o prevenire l’progressione della malattia. La risposta a queste domande sposterà il focus dal trattamento del diabete consolidato alla preservazione della salute metabolica prima che si verifichi danni irreversibili. L’idea che lo studio di queste prime risposte di adattamento possa rivelare nuovi principi biologici e creare opportunità per interventi che permetteranno alle persone di restare in salute più a lungo, anziché gestire la malattia dopo che si è sviluppata, mi entusiasma.

Le risposte sono state organizzate in base alla lunghezza e alla chiarezza.