tänä vuonna Yhdysvaltain elintarvike-ja lääkeviraston odotetaan hyväksyvän islet-siirrot tyypin 1 diabetesta sairastavien hoitona. Siirrännäiset, joilla saadaan insuliinia tuottavia soluja korvaamaan taudille menetettyjä soluja, on luokiteltu kokeellisiksi Yhdysvalloissa siitä lähtien, kun ne tehtiin ensimmäisen kerran yli 20 vuotta sitten.

saarten siirrot ovat erittäin lupaavia tyypin 1 diabeteksen hoidossa, erityisesti niin sanotussa ”hauraassa diabeteksessa”, jossa potilailla on paljon vaikeuksia hallita verensokeriaan turvallisesti insuliinipistoksilla, sanoi Stanford interventionaaliradiologi Avnesh Thakor, MD, Ft, joka tekee tutkimusta saarten biologiasta ja elinsiirroista.

lähes 1,6 miljoonalla amerikkalaisella on tyypin 1 diabetes, ja yli 70 000 on todennäköisesti hyviä ehdokkaita luodesiirtoon.

mutta luodonsiirroissa on ainutlaatuinen joukko teknisiä haasteita, kuten sen varmistaminen, että solut saavat tarpeeksi happea pysyäkseen hengissä siirron jälkeen. Thakorin tiimi käsitteli asiaa hiljattain julkaisussa Advanced Functional Materials.

tyypin 1 diabetes häiritsee elimistön kykyä säädellä verensokeria. Taudin alkuvaiheessa immuunijärjestelmä hyökkää insuliinia tuottavia beetasoluja vastaan haiman solurykelmissä, joita kutsutaan saarekkeiksi; tämä estää beetasoluja valmistamasta sokeria säätelevää hormoni-insuliinia.

terveiden saarten siirtäminen kuolleelta luovuttajalta tarjoaa potilaille mahdollisuuden kokea jotain melko lähellä diabeteslääkettä, vaikka heidän on otettava immuuneja vaimentavia lääkkeitä pitääkseen uudet luodot turvassa.

luodonsiirroilla on kuitenkin komplekseja, joita muilla elinsiirroilla ei ole.

”kun siirrät luotoja, se ei ole kuin siirtäisi kiinteää elintä, kuten sydäntä tai munuaista”, Thakor kertoi. Kiinteän elinsiirron aikana elimen verisuonet kytketään kirurgisesti potilaan verenkiertojärjestelmään. Siirrettyyn kudokseen saadaan heti hyvä verenkierto ja runsaasti happea.

luodonsiirrolla tilanne on toinen. Terveellä ihmisellä verensokeria säätelevät hormonia tuottavat solut ovat hajallaan pieninä möhkäleinä eli ”saarekkeina” (tästä niiden nimi) koko haimassa. Elinsiirrossa eristetään vain luodot kuolleen luovuttajan haimasta ja pistetään ne vastaanottajan maksaan. (Siirrettyjä saarekkeita ei ruiskuteta haimaan, koska haima on nirso, hauras elin, joka valmistaa myös ruoansulatusentsyymejä. Jos haima häiriintyy,se alkaa sulattaa ainetta. Ei hyvä.)

siirretyt luodot asettuivat liikkeeseen maksassa, ja niiden ympärille kasvoi vähitellen uusia verisuonia.

”kun pistämme heitä, me vain tavallaan rukoilemme ja toivomme, että he saavat uuden verenkierron ajoissa pitääkseen heidät elossa, ja se on ongelma”, Thakor sanoi. Noin 60 prosenttia siirretyistä luodoista kuolee kahden ensimmäisen viikon aikana elinsiirron jälkeen, koska niiden verenkierto ei ole vielä vakiintunut eivätkä ne siksi saa riittävästi happea.

Niinpä Thakorin ryhmä kehitti biosäiliön, joka antaa luodoille turvallisen, tasaisen hapensaannin, kunnes uudet verisuonet kasvavat. Teline on vähän kuin huipputekninen Hyytelösalaatti: sihisevää tavaraa, johon on upotettu muutakin tavaraa. Hyytelömäinen osa on valmistettu kollageenista, mikä on edullista, koska se ei laukaise immuunivastetta.

tukirangan huokoset ovat riittävän suuret, jotta luodot voivat pesiytyä, sekä pienemmät mikrohuokoset, jotka voivat ohjata verisuonten uusiutumista. Ryhmän tärkeimmässä innovaatiossa tutkijat upottivat telineeseen happea tuottavaa materiaalia, kalsiumperoksidia. Siirron jälkeen kalsiumperoksidi hajoaa vähitellen, jolloin solut saavat tasaisesti happea noin kahden viikon ajan.

tutkijat testasivat bioskaffoldiaan diabeteshiirillä ja istuttivat saarekkeita sisältävät telineet kunkin eläimen yhteen rasvapatjaan. Verrattuna eläimiin, jotka saivat perinteisiä pistoksia luodoilla, tai eläimiin, jotka saivat luodot bioskaffoldsissa, joista puuttui kalsiumperoksidi, eläimillä, jotka saivat implantit luodoilla happea tuottavissa bioskaffoldsissa, oli paras verensokeritasapaino kahden, kolmen ja neljän viikon kuluttua siirrosta.

Thakorin tiimi toivoo laajentavansa entisestään sitä, mihin bioskaffold pystyy. He tutkivat myös esimerkiksi mahdollisuutta upottaa kantasoluja telineeseen kannustamaan uusien verisuonten kasvua luodoille. Toinen mahdollisuus on upottaa nanohiukkasia, jotka voisivat vapauttaa aminohappoja ja muita ravintoaineita siirretyille luodoille.

”keskitymme siihen, miten autamme mahdollisimman monta luotoa selviämään elinsiirtotoimenpiteestä”, Thakor sanoi. ”Haluamme optimoida näiden solujen mikroympäristön helpottaaksemme niiden muodostumista, selviytymistä ja toimintaa potilaassa.”

Minervan Studion Kuva