Имплант, доставляющий бета-клетки: новое открытие в борьбе с сахарным диабетом 1-го типа

Одними из наиболее подходящих альтернативных источников для заместительной терапии при сахарном диабете являются стволовые клетки человека. Однако критически важной задачей было найти безопасные и эффективные способы введения замещающих клеток, которые нормализуют уровень глюкозы в крови, не вызывая естественного иммунного ответа организма.

Исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета (Washington University School of Medicine) и Корнельского университета (Cornell University), США, совместно разработали крошечный имплант, который успешно доставляет секретирующие инсулин бета-клетки мышам с сахарным диабетом без необходимости в лечении иммунодепрессантами.

Результаты исследования опубликованы в журнале «Science Translational Medicine».

Аутоиммунный ответ

Бета-клетки — это уникальные клетки поджелудочной железы, которые производят, хранят и выделяют инсулин. Доктор Джеффри Р. Миллман (Jeffrey R. Millman), один из авторов нового исследования, ранее участвовал в разработках, которые привели к созданию метода получения плюрипотентных стволовых клеток, которые могут дать начало нескольким различным типам клеток, а затем превратить их в бета-клетки, секретирующие инсулин.

«Мы можем взять клетки кожи или жировые клетки человека, превратить их в стволовые, а затем вырастить из этих стволовых клеток те клетки, которые будут секретировать инсулин. Проблема в том, что у людей с сахарным диабетом 1-го типа иммунная система атакует эти секретирующие инсулин клетки и разрушает их», — отметил доктор Д.Р. Миллман.

Введение новых клеток, продуцирующих инсулин, может повторно запустить процесс аутоиммунного заболевания, который первоначально разрушал бета-клетки в поджелудочной железе человека с сахарным диабетом 1-го типа. Несмотря на то что существуют препараты, подавляющие иммунную систему, исследователи отмечают, что использование этих препаратов делает пациентов уязвимыми для инфекций.

Новое устройство NICE

За последние годы ученые опробовали несколько вариантов имплантатов для введения инсулин-секретирующих бета-клеток. Жизненно важно, чтобы устройство имело достаточно маленькие отверстия, чтобы предотвратить вторжение иммунных клеток, и при этом быть достаточно большими, чтобы принимать питательные вещества и выделять инсулин.

Команда исследователей разработала устройство для инкапсуляции клеток с интегрированным нановолокном (nanofiber-integrated cell encapsulation — NICE). После заполнения имплантатов NICE инсулин-секретирующими бета-клетками, полученными из стволовых клеток, исследователи вставили устройства в брюшную полость мышей с химически индуцированным сахарным диабетом.

Коррекция сахарного диабета произошла в течение 1 нед после имплантации устройств NICE. Клетки в имплантатах продолжали секретировать инсулин, контролировать уровень глюкозы в крови и обращать вспять сахарный диабет у обработанных мышей в течение до 200 дней без введения каких-либо лекарственных средств для подавления их иммунной системы.

«Устройство шириной примерно с несколько прядей волос является микропористым — с отверстиями, слишком маленькими для того, чтобы другие клетки могли протиснуться в них, — поэтому секретирующие инсулин клетки не могут быть уничтожены иммунными клетками, размер которых превышает проемы», — подчеркнул доктор Д.Р. Миллман.

Мягкое, но прочное устройство NICE изготовлено из пористого медицинского термопласта. Его можно имплантировать и извлечь лапароскопическим способом.

Бета-клетки, полученные из стволовых клеток, имеют большие перспективы в лечении сахарного диабета 1-го типа, обеспечивая практически неограниченное количество секретирующих инсулин клеток. Низкая сложность конструкции, относительно простое изготовление и баланс безопасности и функциональности делают устройство NICE идеальным кандидатом для будущих разработок и возможных клинических применений.

По материалам www.medicalnewstoday.com