Инкапсулированные клетки поджелудочной железы помогут завершить с инъекциями инсулина - Doctorluchina-Levizkaya.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Инкапсулированные клетки поджелудочной железы помогут завершить с инъекциями инсулина

Прорыв диабета: инкапсулированные клетки поджелудочной железы могут положить конец инъекциям.

Прорыв диабета: инкапсулированные клетки поджелудочной железы могут положить конец инъекциям.

Достижения, приближающие день, когда больным сахарным диабетом I типа больше не потребуются ежедневные инъекции инсулина, отмечены публикацией двух статей: первая посвящена медицине природы, в которой рассматриваются тесты у мышей, вторая — биотехнологии природы, охватывающей разработку биоматериала.

Полученные результаты являются частью текущих исследований по разработке инкапсулированной терапии с помощью островковых клеток для лечения сахарного диабета 1 типа.

Диабет первого типа возникает, когда иммунная система атакует островные клетки поджелудочной железы, разрушая их способность вырабатывать инсулин, гормон, который организм использует для контроля уровня глюкозы или сахара в крови.

Пациенты с диабетом 1-го типа должны измерять уровень глюкозы несколько раз в день и вводить себе инсулин, чтобы предотвратить его чрезмерное завышение.

Помимо неудобств и ограничений в повседневной жизни, налагаемых регулярными инъекциями инсулина, точного контроля уровня глюкозы в крови достичь трудно, и он несет повышенный риск возникновения долгосрочных медицинских проблем.

Исследователи работают над тем, чтобы усовершенствовать методы лечения диабета 1-го типа. Одним из них является замена разрушенных островковых клеток поджелудочной железы здоровыми клетками, которые могут восстановить контроль глюкозы и выделение инсулина.

Однако, хотя это уже было опробовано у сотен пациентов, успех ограничен тем, что им приходится принимать иммунодепрессанты на всю жизнь, потому что их иммунная система все еще воспринимает имплантированные клетки как врагов и нападает на них.

Проблема поиска биоматериала, который уклоняется от иммунной системы.

В новых работах исследователи — из Массачусетского технологического института и Гарвардского университета в Кембридже, штат Массачусетс, а также из Бостонской детской больницы и других центров — предполагают, что инкапсулирование островковых клеток в новый биоматериал, который они разработали, может преодолеть проблему иммунной атаки.

Технология получения большого количества островковых клеток человека из стволовых клеток была разработана профессором Гарвардского университета Дугласом Мелтоном, автором статьи «Природная медицина».

Новый биоматериал является производной альгината, материала, первоначально выделенного из бурых водорослей.

Исследователи обнаружили возможность использования альгинатных гелей для инкапсуляции клеток без нанесения им вреда. Кроме того, гели позволяют таким молекулам, как сахар и белки, проходить сквозь них, чтобы инкапсулированные клетки могли обнаруживать биологические изменения и реагировать на них.

Читайте также:  С возрастом мозг человека меняется

Однако в ходе испытаний, в ходе которых они имплантировали гелевые капсулы приматам и людям, исследователи обнаружили, что поверхности капсул в конечном итоге покрываются рубцовой тканью, препятствуя прохождению молекул и эффективности любых инкапсулированных устройств.

В статье «Природные биотехнологии» команда описывает, как они экспериментировали со множеством различных версий альгината, как объясняет первый автор Артуро Вегас, бывший сотрудник MIT и Бостонской детской больницы, а ныне доцент Бостонского университета:

«Мы создали все эти производные альгината, прикрепив к полимерной цепочке различные малые молекулы в надежде, что эти небольшие модификации каким-то образом дадут ему возможность предотвратить распознавание иммунной системой».

Инкапсулирование островковых клеток поддерживало их работоспособность в течение 6 месяцев.

После просеивания сотен производных альгината исследователи остановились на диоксиде триазол-тиоморфолина (TMTD) и протестировали его у диабетических мышей с сильной иммунной системой. Они имплантировали клетки человеческого островка, инкапсулированные в TMTD, в брюшную полость животных.

Имплантированные клетки немедленно начали вырабатывать инсулин в ответ на уровень глюкозы в крови и продолжали делать это в течение 174 дней, в течение всего периода исследования.

Исследователи также протестировали новый биоматериал — в виде пустых капсул — имплантировав его в брюшные полости нечеловека-приматов. Капсулы длились не менее 6 месяцев без накопления рубцовой ткани.

Когда они исследовали, почему новый биоматериал работает так хорошо, группа обнаружила, что присутствие триазольного кольца, состоящего из двух атомов углерода и трех атомов азота, может повлиять на способность иммунной системы распознавать материал как посторонний.

Сара Джонсон, директор по вопросам политики и коммуникации JDRF, благотворительной организации 1-го типа, занимающейся диабетом и частично финансирующей исследования, говорит:

» Важно видеть, что исследование такой длины дает такие многообещающие результаты. Если это исследование может быть воспроизведено на людях, то в один прекрасный день мы сможем освободить людей с диабетом первого типа от инъекций инсулина».

Сообщения об этой работе последовали за публикацией другого исследования Medical News Today узнали о том, где недавно исследователи создали из клеток кожи человека клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин. В исследовании также представлены значительные достижения в клеточном репрограммировании, которые должны привести к способности производить триллионы клеток-мишеней контролируемым образом.

Читайте также:  Мускатный орех, как средство против зловонного запаха изо рта

Имплантат с клетками поджелудочной железы лечит сахарный диабет

Для одного миллиона россиян с сахарным диабетом I типа ежедневные инъекции инсулина являются вопросом жизни и смерти.

Хотя сегодня нет возможности навсегда избавиться от этого заболевания, сотрудники Корнелльского университета (США) разработали имплантат с живыми клетками поджелудочной железы, позволяющий на время забыть о диабете.

При сахарном диабете I типа инсулинпродуцирующие кластеры поджелудочной железы (островки) разрушаются иммунной системой организма. Чтобы восполнить клеточный аппарат, исследовательская группа во главе с доктором Минглином Ма (Minglin Ma) придумала гениальный метод имплантации тысяч островковых клеток в тело пациента.

Живые бета-клетки внутри имплантата защищены тонким гидрогелевым покрытием. Важнее всего, что клетки прикрепляются к каркасу в виде полимерной нити, и могут быть своевременно удалены или заменены по окончании своего жизненного цикла.

Подробности об уникальной разработке сотрудники Отделения биологического и аграрного инжиниринга сообщают в своей публикации на страницах PNAS.

Оригинальный метод лечения диабета

Сегодня альтернатива инсулину — это трансплантация инсулинпродуцирующих клеток, выращенных из стволовых клеток пациента. Но метод требует длительного введения препаратов, подавляющих иммунную систему и предотвращающих скорую гибель пересаженных клеток.

Один из способов избежать реакции иммунной системы заключается в покрытии клеток специальным гидрогелем в виде микроскопических капсул. Но гидрогелевые капсулы непросто удалить, поскольку они не связаны друг с другом, а при трансплантации их вводят сотни тысяч.

Возможность удаления трансплантата – это ключевое требование ученых, поскольку терапия стволовыми клетками ассоциируется с определенным опухолевым потенциалом.

Итак, при лечении диабета единственная альтернатива инсулину – это пересадка многочисленных, надежно защищенных клеток. Но разрозненные клетки пересаживать рискованно.

Следуя логике, команда Корнелльского университета решила «нанизать клетки на нитку».

«Когда пересаженные бета-клетки терпят неудачу или умирают, их необходимо извлечь из организма пациента. Благодаря нашему имплантату это не проблема», — говорит Ма.

Вдохновившись созерцанием капелек воды на паутине, доктор Ма и его команда сначала попытались соединить капсулы, содержащие островки, в виде цепочки. Но ученые быстро поняли, что было бы лучше разместить гидрогелевый слой равномерно вокруг «струны» с бета-клетками.

Этой струной послужила нитратная полимерная нить из ионизированного кальция. Устройство начинается с двух стерильных нейлоновых швов, скрученных в спираль, затем складывается для нанесения друг на друга нанопористых структурных покрытий.

Читайте также:  Особенности передачи гепатита C

На оригинальную конструкцию наносится тонкий слой альгинатного гидрогеля, который прилипает к нанопористой нити, удерживая и защищая живые клетки. В результате действительно получается нечто, похожее на капли росы, облепившие паутинку. Изобретение не только эстетично, но, как сказал бы незабвенный персонаж, дешево, надежно и практично. Все компоненты устройства недорогие и биосовместимые.

Альгинат – это экстракт из морских водорослей, который обычно используется при трансплантации инкапсулированных клеток поджелудочной.

Нить получила название TRAFFIC (Thread-Reinforced Alginate Fiber For Islets enCapsulation), что буквально означает «армированное нитью альгинатное волокно для инкапсуляции островков».

«В отличие от вдохновивших проект росинок на паутине, у нас нет промежутков между капсулами. В нашем случае пробелы были бы плохим решением с точки зрения образования рубцовой ткани и тому подобного», — поясняют исследователи.

Одна операция вместо ежедневных инъекций инсулина

Для введения имплантата в человеческий организм предполагается использовать минимально инвазивную лапароскопическую хирургию: тонкую нить порядка 6 футов длиной зашивается в брюшную полость пациента в ходе короткой амбулаторной операции.

«Больному сахарным диабетом не придется выбирать между инъекциями и опасным хирургическим вмешательством. Нам потребуются только два разреза на четверть дюйма. Живот раздувается углекислым газом, который упрощает выполнение процедуры, после чего хирург подсоединяет два порта и внедряет нить с имплантатом», — поясняют авторы.

По словам доктора Ма, большая площадь поверхности имплантата необходима для более эффективного высвобождения инсулина, лучшего массопереноса. Все островковые бета-клетки располагаются близко к поверхности устройства, повышая его эффективность. Текущие расчеты продолжительности жизни имплантата показывают довольно впечатляющий срок от 6 до 24 месяцев, хотя необходимы дополнительные испытания.

Эксперименты на животных показали, что у мышей уровень глюкозы в крови возвращался к норме через два дня после имплантации нити TRAFFIC длиной 1 дюйм, оставаясь в допустимых пределах на протяжении 3 месяцев после операции и более.

Возможность удаления имплантата была успешно протестирована на нескольких собаках, которым ученые лапароскопически внедряли и удаляли нити до 10 дюймов (25 см).

Как отмечают хирурги из команды доктора Ма, во время операции по удалению имплантата отмечалось отсутствие либо минимальная адгезия устройства на окружающей ткани.

Исследование проводилось при поддержке Американской диабетической ассоциации.

Константин Моканов: магистр фармации и профессиональный медицинский переводчик

Ссылка на основную публикацию