Nowy sposób walki z cukrzycą. Duża nadzieja dla chorych

Cukrzyca typu 1 odpowiada za ok. 10 proc. wszystkich przypadków cukrzycy. Najczęściej pojawia się u dzieci i młodych dorosłych (do 30. roku życia). Jej przyczyną jest reakcja autoimmunologiczna: układ odpornościowy niszczy komórki beta trzustki, które syntetyzują insulinę. W efekcie organizm traci zdolność regulowania poziomu glukozy, a cukier we krwi niebezpiecznie wzrasta.

Badacze z Cornell University opracowali implant, który dostarcza tlen do gęsto upakowanych komórek wytwarzających insulinę, eliminując konieczność stosowania leków immunosupresyjnych. Według autorów, ta technologia może w przyszłości znaleźć zastosowanie również w leczeniu innych chorób przewlekłych.

Zobacz także: Produkty bogate w cynk. Ważny jest dla tarczycy, wątroby, mózgu

Pomysł bazuje na dawniejszych rozwiązaniach opracowanych w laboratorium Minglina Ma – profesora inżynierii biologicznej i środowiskowej w Cornell CALS, głównego autora pracy. Wcześniejsze kapsułki z żywymi komórkami wysp trzustkowych pozwalały regulować poziom cukru u myszy, jednak ich działanie było krótkotrwałe. Komórki szybko obumierały wskutek niedotlenienia i to często już w ciągu dwóch tygodni od implantacji.

Aby rozwiązać ten problem, zespół Ma wraz ze specjalistami elektrochemii z firmy Giner Inc. stworzył udoskonalony system. Składa się on z cylindrycznej kapsuły w kształcie pierścienia, w której umieszczono komórki wydzielające insulinę, oraz niewielkiego, wielkości monety dziesięciocentowej, generatora tlenu, który można wymieniać. Zewnętrzna, włóknista membrana chroni komórki przed atakiem układu odpornościowego, natomiast wewnętrzna, półprzepuszczalna warstwa umożliwia dopływ tlenu i składników odżywczych.

- Musimy spełnić dwa wymagania - wyjaśnia współautorka badania Phuong L. Tran z Cornell University. - Pierwszym jest ochrona immunologiczna. Po drugie, trzeba utrzymać transport, na przykład glukozy i innych składników odżywczych oraz cząsteczek, które mogą wchodzić i wychodzić - dodaje ekspertka.

System został przetestowany na szczurach we współpracy z dr. Jamesem Flandersem, emerytowanym profesorem College of Veterinary Medicine.

- To dowód na słuszność koncepcji. Naprawdę udowodniliśmy, że natlenienie jest ważne i będzie wspierać kapsułki o wysokiej gęstości komórek - podkreśla dr Linda Tempelman, szefowa startupu Persista Bio Inc., współtworzonego przez Ma i Flandersa. - Kapsułki chronią układ odpornościowy i działają przez długi czas. Organizm nie lubi, gdy wprowadza się do niego obcą substancję. Dlatego właśnie inżynieria w laboratorium Ma polega na poszukiwaniu materiałów i powłok, które nie wywołują nadmiernej reakcji organizmu z powodu zastosowanego materiału - tłumaczy.

Zobacz także: Nowe badania dotyczące paracetamolu. Naukowcy ostrzegają jedną grupę

Zdaniem naukowców, innowacyjne rozwiązanie mogłoby zapewnić skuteczniejszą terapię wielu z ok. 2 milionów Amerykanów chorujących na cukrzycę typu 1 – i to bez stosowania niebezpiecznej immunosupresji.

Implanty mogą też pozwolić na lepszą kontrolę poziomu glukozy i poprawę jakości życia pacjentów, umożliwiając im normalne funkcjonowanie, w tym: jedzenie, picie czy aktywność fizyczną bez restrykcyjnych ograniczeń.

Kolejny etap badań obejmuje testy na modelach świńskich oraz z wykorzystaniem ludzkich komórek macierzystych. Naukowcy chcą również sprawdzić, czy system mógłby być używany do implantacji innych typów komórek w terapii długoterminowej, na przykład w leczeniu bólu poprzez zwiększoną produkcję endorfin czy w chorobach wymagających terapii enzymatycznej.

Magdalena Pietras, dziennikarka Wirtualnej Polski

Źródła

1. PAP