Имплантат с клетками поджелудочной железы лечит сахарный диабет

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.

Присоединяйтесь к нам ВКонтакте, будьте здоровы!