i år forventes US Food and Drug Administration at godkende øtransplantationer som en behandling for mennesker med type 1-diabetes. Transplantationerne, der leverer insulinfremstillende celler til erstatning for dem, der er tabt af sygdommen, er blevet klassificeret som eksperimentelle i USA, siden de først blev udført for mere end 20 år siden. Øtransplantationer har et stort løfte om behandling af type 1-diabetes, især for det, der i daglig tale er kendt som “skør diabetes”, hvor patienter har meget svært ved at styre deres blodsukker sikkert med insulininjektioner, sagde Stanford interventionsradiolog Avnesh Thakor, MD, ph.d., der forsker i øbiologi og transplantation. næsten 1,6 millioner amerikanere har type 1-diabetes, og mere end 70.000 vil sandsynligvis være gode kandidater til øltransplantation.

men øtransplantationer kommer med et unikt sæt tekniske udfordringer, herunder at sikre, at cellerne får nok ilt til at holde sig i live efter transplantation. Thakors team behandlede for nylig dette problem i et papir offentliggjort i Advanced Functional Materials.

type 1 diabetes forstyrrer kroppens evne til at regulere blodsukkeret. Tidligt i sygdommen angriber immunsystemet insulinproducerende betaceller i bugspytkirtelcelleklynger kaldet holme; dette forhindrer betacellerne i at fremstille det sukkerregulerende hormoninsulin. transplantation af sunde holme fra en afdød donor giver patienterne mulighed for at opleve noget ret tæt på en kur mod diabetes, selvom de skal tage immunundertrykkende lægemidler for at holde de nye holme sikre.

imidlertid står øtransplantationer over for kompleksiteter, som andre organtransplantationer ikke gør.

“Når du transplanterer holme, er det ikke som at transplantere et solidt organ som et hjerte eller en nyre,” fortalte Thakor mig. Under en organtransplantation er organets blodkar kirurgisk forbundet med patientens kredsløbssystem. Med det samme får det transplanterede væv god blodgennemstrømning og masser af ilt.

med en øltransplantation er det anderledes. I en sund person er de hormonproducerende celler, der regulerer blodsukker, spredt i små klumper eller “øer” (dermed deres navn) i hele bugspytkirtlen. Transplantation indebærer at isolere kun øerne fra bugspytkirtlen hos en afdød donor og injicere dem i modtagerens lever. (Transplanterede øer injiceres ikke i bugspytkirtlen, fordi bugspytkirtlen er et fint, skrøbeligt organ, der også fremstiller fordøjelsessymer. Hvis du forstyrrer bugspytkirtlen, har den tendens til at begynde at fordøje ting. Ikke godt.)

de transplanterede holme oprettet butik i leveren, med nye blodkar gradvist vokser omkring dem.”når vi injicerer dem, beder vi bare og håber, at de får en ny blodforsyning i tide for at holde dem i LIVE, og det er et problem,” sagde Thakor. Cirka 60% af de transplanterede holme dør i de første to uger efter transplantationen, fordi de endnu ikke har etableret en blodforsyning og derfor ikke får nok ilt.

så thakors team udtænkte en bioscaffold, der giver øerne en sikker, stabil iltforsyning, indtil nye blodkar vokser. Stilladset er ligesom en højteknologisk Jell-O salat: knirkende ting med andre ting indlejret i det. Den Jell-O-lignende del er lavet af kollagen, hvilket er fordelagtigt, fordi det ikke udløser et immunrespons.

stilladset har porer, der er store nok til, at øerne kan nestle ind, såvel som mindre mikroporer, der kan lede blodkargenvækst. Og i holdets vigtigste innovation indlejrede forskerne et iltgenererende materiale kaldet calciumoverilte i stilladset. Efter transplantation nedbrydes calciumoverilte gradvist, hvilket giver cellerne en stabil iltforsyning i cirka to uger.

forskerne testede deres bioscaffold i diabetiske mus, der implanterede stilladser indeholdende holme i en fedtpude af hvert dyr. Sammenlignet med dyr, der modtog traditionelle injektioner af Holme, eller dyr, der fik holme i bioscaffolds, der manglede calciumoverilte, havde dyrene, der modtog implantater af holme i iltgenererende bioscaffolds, den bedste blodsukkerkontrol to, tre og fire uger efter transplantation.

thakors team håber at udvide endnu mere om, hvad bioscaffold kan gøre. For eksempel undersøger de også muligheden for at indlejre stamceller i stilladset for at tilskynde til vækst af nye blodkar til øerne. En anden mulighed er indlejring af nanopartikler, der kan frigive aminosyrer og andre næringsstoffer til de transplanterede holme.”vi koncentrerer os om, hvordan vi kan hjælpe det maksimale antal holme med at overleve transplantationsproceduren,” sagde Thakor. “Vi ønsker at optimere mikromiljøet for disse celler for at lette deres engraftment, overlevelse og funktion i patienten.”

billede af Minerva Studio