Bunky ostrovčekov vylučujúcich inzulín vo fialovej farbe (Xi Wang) Typ 1 cukrovka je v podstate a ochorenie imunitného systému . V určitom okamihu z nejakého dôvodu obrana tela zničí tkanivá v pankrease produkujúce inzulín, čím je takmer nemožné doladiť tok glukózy do buniek.
Návrat pankreasu do funkčného stavu by dal diabetikom nový dych, no napriek všetkému pokroku, ktorý sme dosiahli v oblasti výmeny tkaniva, bolo bezpečné skrotenie zradného imunitného systému neprekonateľnou prekážkou.
Konečne existujú náznaky, že by sme mohli byť schopní túto prekážku odstrániť, keď americkí výskumníci a inžinieri vyvinuli implantát z nanovlákien, ktorý dokáže ochrániť pacientove vlastné bunky produkujúce inzulín pred ich imunitným systémom.
Skoré výsledky sú povzbudivé, pričom testy na myšiach ukázali, že by to mohol byť účinný spôsob liečby cukrovky 1. typu pomocou skutočného tkaniva pankreasu bez potreby imunosupresív.
„Zariadenie, ktoré je široké asi ako niekoľko prameňov vlasov, je mikroporézne – s otvormi príliš malými na to, aby sa do nich vtlačili iné bunky – takže bunky vylučujúce inzulín nemôžu byť následne zničené imunitnými bunkami, ktoré sú väčšie ako otvory,' hovorí lekársky výskumník Jeffrey R. Millman z Washingtonskej univerzity.
(Wang a kol., Sci Trans Med, 2021)
Už takmer storočie Diabetes 1. typu bol liečený včasnými injekciami hormónu inzulínu sprostredkujúceho glukózu, čo je proces, ktorý nepochybne zachránil nespočetné množstvo životov.
Dostať dokonalé množstvo inzulínu z fľaše do tela však nie je pohodlné ani bez rizika. Nesprávne dávkovanie môže znamenať život ohrozujúcu lekársku pohotovosť.
Zatiaľ čomoderná digitálna technológiaurobil úžasný pokrok smerom k zrkadleniu autentického pankreasu, sme stále ďaleko od schopnosti biológie dávkovať správne množstvo hormónov tam, kde sú potrebné.
Pokroky v konverzii 'prázdne' kmeňových buniek do prakticky akejkoľvek inej bunky v tele umožnilo výskumníkom znovu vytvoriť tkanivá „ostrovčekov“ vylučujúcich inzulín s použitím o niečo viac ako vzorky ich vlastných buniek.
Vyrobiť ich je jedna vec – presadiť ich do tela bez upútania neželanej pozornosti vlastného imunitného systému človeka je niečo úplne iné.
'Problémom je, že u ľudí s cukrovkou 1. typu imunitný systém napadne bunky vylučujúce inzulín a zničí ich,' hovorí Millman.
'Aby sme tieto bunky dodali ako terapiu, potrebujeme zariadenia na umiestnenie buniek, ktoré vylučujú inzulín v reakcii na hladinu cukru v krvi, a zároveň tieto bunky chránia pred imunitnou odpoveďou.'
Špeciálne navrhnuté implantáty na ochranu tkanív ostrovčekov pred ničivými vplyvmi imunitného systému tela nie sú nové koncepty . Niektoré fungujú lepšie ako iné, čím sa znižuje riziko zjazvenia alebo poskytovanie kyslíka alebo živín na predĺženie životnosti implantovaných tkanív.
Jeden materiál s obrovským potenciálom v zapuzdrení tkanivových implantátov je založený na polysacharide nachádzajúcom sa v bunkových stenách rias, tzv. alginát .
Jeho schopnosť vyhnúť sa spusteniu samotnej imunitnej odpovede z neho robí vhodného kandidáta. Výzvou pre výskumníkov bolo premeniť ho na kapsulu, ktorá by sa dala pravidelne odstraňovať, aby nahradila vyčerpané pankreatické tkanivo vo vnútri.
To viedlo k vývoju TRAFFIC – vláknami vystuženého alginátového vlákna na zapuzdrenie ostrovčekov. Nebyť skutočnosti, že alginát je náchylný na opuch a lámanie v priebehu času, mohlo to byť víťazné riešenie.
Millman a jeho tím teraz zlepšili TRAFFIC tkaním termoplastu lekárskej kvality okolo alginátového hydrogélového jadra, čo mu dáva správnu kombináciu tajnosti, robustnosti a pórovitosti.
Zariadenie „zapuzdrenie buniek s integrovaným nanovláknom“ (NICE), testované na diabetických myšiach, pomohlo zvieratám udržať hladinu glukózy až 200 dní pomocou buniek ľudských ostrovčekov. Zariadenia sa tiež dobre zväčšili na implantáciu a vyhľadávanie u psov.
Je to sľubný pokrok, aj keď riešenia, ako sú tieto, nemôžu prísť dostatočne skoro jeden zo 7 000 ľudí s diagnózou cukrovky 1. typu.
„Zariadenie, ktoré sme použili v týchto experimentoch, chránilo implantované bunky pred imunitným systémom myší a veríme, že podobné zariadenia by mohli fungovať rovnakým spôsobom u ľudí s cukrovkou závislou od inzulínu,“ hovorí Millman.
Tento výskum bol publikovaný v r Veda Translačná medicína .