Имплантат с клетками поджелудочной железы лечит сахарный диабет
/ 11 Янв 2018 в 10:44
Вживление имплантата с клетками поджелудочной железы вылечит 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.
Имплантат с клетками поджелудочной железы лечит сахарный диабет
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.
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.
Имплантат с клетками поджелудочной железы лечит сахарный диабет! Исследование проводилось при поддержке Американской диабетической ассоциации.
Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц.сетях:
