dit jaar wordt verwacht dat de Amerikaanse Food and Drug Administration islet transplants goedkeurt als behandeling voor mensen met type 1 diabetes. De transplantaties, die insuline-makende cellen leveren ter vervanging van die verloren aan de ziekte, zijn geclassificeerd als experimenteel in de Verenigde Staten sinds ze voor het eerst werden uitgevoerd meer dan 20 jaar geleden.

Islet transplants houden grote belofte voor de behandeling van type 1 diabetes, vooral voor wat in de volksmond bekend staat als “brosse diabetes,” waarbij patiënten veel moeite hebben om hun bloedsuikerspiegel veilig te beheren met insuline-injecties, zei Stanford interventional radiologist Avnesh Thakor, MD, PhD, die onderzoek doet naar eilandenbiologie en transplantatie.

bijna 1,6 miljoen Amerikanen hebben Type 1 diabetes, en meer dan 70.000 zijn waarschijnlijk goede kandidaten voor islet transplantatie.

maar eilandtransplantaties brengen een unieke reeks technische uitdagingen met zich mee, waaronder het waarborgen dat de cellen voldoende zuurstof krijgen om na transplantatie in leven te blijven. Thakor ‘ s team heeft deze kwestie onlangs behandeld in een paper gepubliceerd in Advanced Functional Materials.

type 1 diabetes interfereert met het vermogen van het lichaam om de bloedsuikerspiegel te reguleren. Vroeg in de ziekte, valt het immuunsysteem insuline-producerende bètacellen binnen de alvleeskliercelclusters genoemd eilandjes aan; dit stopt de bètacellen van de productie van de suikerregulerende hormoon insuline.

het transplanteren van gezonde eilandjes van een overleden donor biedt patiënten de mogelijkheid om iets te ervaren dat in de buurt komt van een remedie voor diabetes, hoewel ze immuunonderdrukkende geneesmiddelen moeten nemen om de nieuwe eilandjes veilig te houden.

eilandjestransplantaties worden echter geconfronteerd met complexiteiten die andere orgaantransplantaties niet kennen.

” als je eilandjes transplanteert, is het niet zoals het transplanteren van een vast orgaan zoals een hart of nier, ” vertelde Thakor me. Tijdens een vaste orgaantransplantatie worden de bloedvaten van het orgaan chirurgisch verbonden met de bloedsomloop van de patiënt. Meteen krijgt het getransplanteerde weefsel een goede doorbloeding en veel zuurstof.

bij een eilandjetransplantatie is het anders. In een gezonde persoon, worden de hormoon-producerende cellen die bloedglucose regelen verspreid in kleine klontjes of” Eilanden ” (vandaar hun naam) door de alvleesklier. Transplantatie omvat het isoleren van alleen de eilandjes van de alvleesklier van een overleden donor en injecteren ze in de lever van de ontvanger. (Getransplanteerde eilandjes worden niet in de alvleesklier geïnjecteerd omdat de alvleesklier een kieskeurig, fragiel orgaan is dat ook spijsverteringsenzymen produceert. Als je de alvleesklier verstoort, begint het te verteren. Niet goed.)

de getransplanteerde eilandjes ontstaan in de lever, waarbij geleidelijk nieuwe bloedvaten om hen heen groeien.

” als we ze injecteren, bidden we en hopen dat ze op tijd een nieuwe bloedtoevoer krijgen om ze in leven te houden, en dat is een probleem,” zei Thakor. Ongeveer 60% van de getransplanteerde eilandjes sterft in de eerste twee weken na transplantatie omdat ze nog geen bloedtoevoer hebben en dus niet genoeg zuurstof krijgen.dus Thakor ‘ s team bedacht een bioscaffold die de eilandjes een veilige, stabiele zuurstoftoevoer geeft totdat nieuwe bloedvaten groeien. Het schavot is een soort high-tech Jell-O salade: squishy stuff met andere dingen ingebed in het. De Jell-O-achtige deel is gemaakt van collageen, wat voordelig is omdat het niet zal leiden tot een immuunrespons.

De Steiger heeft poriën die groot genoeg zijn om de eilandjes in te nestelen, evenals kleinere microporiën die de hergroei van de bloedvaten kunnen begeleiden. En, in de belangrijkste innovatie van het team, hebben de onderzoekers een zuurstofgenererend materiaal, calciumperoxide, in de steiger geplaatst. Na transplantatie breekt het calciumperoxide geleidelijk af, waardoor de cellen ongeveer twee weken lang een constante zuurstoftoevoer krijgen.

de onderzoekers testten hun bioaffold bij diabetische muizen en implanteerden steigers met eilandjes in één vetpad van elk dier. Vergeleken met dieren die traditionele injecties van eilandjes kregen, of dieren die eilandjes kregen in bioaffolds zonder calciumperoxide, hadden de dieren die implantaten van eilandjes kregen in zuurstofgenererende bioaffolds de beste bloedglucose controle op twee, drie en vier weken na transplantatie.

Thakor ‘ s team hoopt nog verder uit te breiden over wat de bioscaffold kan doen. Bijvoorbeeld, onderzoeken zij ook de mogelijkheid om stamcellen in het schavot in te bedden om de groei van nieuw bloedvat aan de eilandjes aan te moedigen. Een andere mogelijkheid is het inbedden van nanoparticles die aminozuren en andere voedingsstoffen voor de getransplanteerde eilandjes konden vrijgeven.

” We concentreren ons op hoe te helpen het maximale aantal eilandjes overleven de transplantatie procedure, ” Thakor zei. “We willen de micro-omgeving voor deze cellen optimaliseren om hun engraftment, overleving en functie in de patiënt te vergemakkelijken.”

afbeelding door Minerva Studio