Ученые разработали многообещающий способ терапии диабета 1 типа методом повышения эффективности трансплантации островков поджелудочной железы.
Новые результаты могут повысить эффективность трансплантации островковых клеток поджелудочной железы.
Отторжение иммунитетом реципиента является основным препятствием для трансплантации островков поджелудочной железы от доноров, подходящих для лечения пациентов с диабетом 1 типа.
Одним из способов преодоления этого является помещение островков — групп инсулин-продуцирующих клеток — в микрокапсулы, изготовленные из материала, который с наименьшей вероятностью вызовет иммунный ответ.
Однако процесс микрокапсулирования может привести к большому количеству пустых капсул, что означает больший объем имплантата для достижения требуемого результата. Это увеличивает риск ответной иммунной реакции.
Недавно исследователи из University of the Basque Country в Испании разработали магнитную систему для очистки микрокапсул, которая отделяет пустые капсулы от капсул с островковыми клетками.
Они описывают систему очистки и то, как они тестировали ее продукт на крысах, в статье, опубликованной в журнале International Journal of Pharmaceutics .
Исследование показало, что после имплантации «магнитно-очищенных» островковых микрокапсул, крысы, индуцированные для развития диабета, достигли и сохранили нормальный уровень глюкозы в крови в течение почти 17 недель.
«Одним из недостатков трансплантации островков является длительное использование иммунодепрессантов для предотвращения иммунного отторжения трансплантированных островков; эти препараты снижают защиту пациента и влекут за собой серьезные медицинские осложнения», — объясняет автор первого исследования Albert Espona-Noguera из university’s School of Pharmacy.
Диабет 1 типа и пересадка островков
Диабет 1 типа развивается, когда иммунная система разрушает инсулин-продуцирующие клетки поджелудочной железы. Без инсулина клетки организма не могут поглощать глюкозу из крови для выработки энергии. Это приводит к опасно высокому уровню сахара в крови.
Согласно исследованию BMJ Open Diabetes Research & Care 2016 года, распространенность диабета 1 типа во всем мире растет. В 2014 году в мире уже насчитывалось около 387 миллионов человек с диабетом, из которых 5–10% имели тип 1.
Помимо очень специфических случаев, трансплантация островков до сих пор недоступна для большинства людей с диабетом 1 типа. Им по-прежнему приходится принимать инсулин и следить за уровнем глюкозы каждый день.
Микрокапсулирование обещает преодолеть два основных барьера для обычного использования трансплантации островковых клеток: отсутствие донорских островков и необходимость для пациентов принимать иммунодепрессанты до конца своей жизни.
Система, которую разработали Espona-Noguera и его коллеги, решает обе эти проблемы. Увеличивая долю капсул, которые фактически содержат островки, новая система лучше использует дефицитный ресурс.
В то же время, уменьшая объем имплантата, необходимый для достижения желаемого эффекта, она уменьшает нагрузку, которая может вызвать иммунную атаку.
Как работает система очистки
Система очистки микрокапсул работает путем добавления магнитных наночастиц в островки перед микрокапсулированием.
Затем, после микрокапсулирования, микрокапсулы проходят через магнитный очиститель. Он отделяет микрокапсулы, содержащие магнитные островки, от пустых немагнитных микрокапсул.
Разделение происходит в микрожидкостной микросхеме с 3D-печатью, имеющей крошечные каналы с магнитами. Магниты расположены таким образом, что когда микрокапсулы протекают через каналы, магнитные выходят в одну сторону, а немагнитные выходят в другую.
Espona-Noguera говорит, что эффективность очистки системы настолько велика, что они смогли уменьшить объем имплантатов островков почти на 80%.
Такое уменьшение может значительно сократить осложнения, которые могут развиться после имплантации больших объемов микрокапсул, добавляет он.
«В этой работе мы изучили функциональность очищенных имплантатов на моделях животных с диабетом», — по словам доктора Albert Espona-Noguera.