v letošním roce, US Food and Drug Administration je čekal, že schválí ostrůvků transplantace v léčbě lidí s diabetem 1.typu. Transplantace, které dodávají inzulín-tvorba buněk nahradit ty ztracené k onemocnění, byly klasifikovány jako experimentální, ve Spojených Státech, protože byly poprvé provedena před více než 20 lety.

Ostrůvků transplantace jsou velkým příslibem pro léčbu diabetes typu 1, a to zejména pro to, co je hovorově známý jako „křehké diabetes“, ve kterém pacienti mají velké potíže bezpečně spravovat jejich hladiny cukru v krvi pomocí inzulínových injekcí, řekl Stanford intervenční radiolog Avnesh Thakor, MD, PhD, který provádí výzkum na ostrůvek biologie a transplantace.

téměř 1,6 milionu Američanů má diabetes 1. typu a více než 70 000 je pravděpodobně dobrými kandidáty na transplantaci ostrůvků.

ale transplantace ostrůvků přicházejí s jedinečným souborem technických výzev, včetně zajištění toho, aby buňky dostaly dostatek kyslíku, aby zůstaly po transplantaci naživu. Thakorův tým se nedávno zabýval touto otázkou v článku publikovaném v Advanced Functional Materials.

diabetes typu 1 narušuje schopnost těla regulovat hladinu cukru v krvi. Na počátku onemocnění, imunitní systém útočí na inzulín produkující beta buňky ve slinivce buňky shluky tzv. ostrůvků; to způsobuje, že beta buňky z výroby cukru-regulační hormon inzulín.

Přesazování zdravé ostrůvků od zemřelého dárce nabízí příležitost pro pacienty, aby zažít něco docela blízko lék na cukrovku, i když se musí vzít imunní-potlačení léky, aby nový ostrůvků bezpečí.

transplantace ostrůvků však čelí složitostem, které jiné transplantace orgánů nemají.

„Když transplantujete ostrůvky, není to jako transplantace pevného orgánu, jako je srdce nebo ledvina,“ řekl mi Thakor. Během transplantace pevných orgánů jsou krevní cévy orgánu chirurgicky spojeny s oběhovým systémem pacienta. Okamžitě transplantovaná tkáň dostane dobrý průtok krve a dostatek kyslíku.

s transplantací ostrůvků je to jiné. U zdravého člověka jsou buňky produkující hormony, které regulují hladinu glukózy v krvi, rozptýleny v malých shlucích nebo „ostrovech“ (odtud jejich název) v celém pankreatu. Transplantace zahrnuje izolaci pouze ostrůvků z pankreatu zemřelého dárce a jejich injekci do jater příjemce. (Transplantované ostrůvky nejsou injekčně do slinivky břišní, protože slinivka břišní není vybíravý, křehký orgán, který také vyrábí trávicí enzymy. Pokud narušíte slinivku břišní, má tendenci začít trávit věci. To není dobré.)

transplantované ostrůvky se usazují v játrech a kolem nich postupně rostou nové krevní cévy.

„Když jim aplikujeme injekci, tak se tak nějak modlíme a doufáme, že dostanou včas nový krevní zásobení, aby je udrželi naživu, a to je problém,“ řekl Thakor. Přibližně 60% transplantovaných ostrůvků zemře během prvních dvou týdnů po transplantaci, protože dosud nezajistily přísun krve, a proto nedostávají dostatek kyslíku.

takže Thakorův tým vymyslel bioscaffold, který dává ostrůvkům Bezpečný a stabilní přísun kyslíku, dokud nebudou růst nové krevní cévy. Lešení je něco jako high-tech želé salát: rozmačkaný věci s jinými věcmi vložené v něm. Část podobná želé je vyrobena z kolagenu, což je výhodné, protože nespustí imunitní odpověď.

lešení má póry dostatečně velké pro ostrůvků uvelebit do, stejně jako menší mikropóry, které může vést cévní regeneraci. A v nejdůležitější inovaci týmu vědci vložili do lešení materiál generující kyslík zvaný peroxid vápenatý. Po transplantaci se peroxid vápenatý postupně rozkládá a poskytuje buňkám stabilní přísun kyslíku po dobu asi dvou týdnů.

vědci testovali svůj bioscaffold u diabetických myší a implantovali lešení obsahující ostrůvky do jedné tukové podložky každého zvířete. Ve srovnání s živočichy, kteří obdrželi tradiční injekce ostrůvků, nebo zvířata, kteří se dostali ostrůvky v bioscaffolds, že postrádal peroxid vápenatý, zvířata, která dostala implantáty z ostrůvků v kyslíku-generování bioscaffolds měl nejlepší kontrolu hladiny glukózy v krvi na dvě, tři a čtyři týdny po transplantaci.

Thakorův tým doufá, že se ještě více rozšíří o to, co může bioscaffold udělat. Zkoumají například také možnost vložení kmenových buněk do lešení, aby podpořili růst nových krevních cév na ostrůvky. Další možností je vložení nanočástic, které by mohly uvolňovat aminokyseliny a další živiny pro transplantované ostrůvky.

„soustředíme se na to, jak pomoci maximálnímu počtu ostrůvků přežít transplantační proceduru,“ řekl Thakor. „Chceme optimalizovat mikroprostředí pro tyto buňky, abychom usnadnili jejich štěpení, přežití a funkci u pacienta.“

Obrázek od Minerva Studio