Transplantacija otočnih stanica - Metoda liječenja dijabetesa ovisnog o insulinu

Transplantacija ćelija gušterače koja proizvodi inzulin može zaštititi kritično bolesne pacijente od po život opasnih komplikacija dijabetesa - hipoglikemije, napadaja, pa čak i smrti. I iako se danas takve operacije izvode samo u rijetkim slučajevima, američki ljekari namjeravaju dobiti dozvolu i uvesti tehnologiju za liječenje ljudi s dijabetesom tipa 1.

„Terapija ćelijskog dijabetesa zaista djeluje i ima veliki potencijal za liječenje nekih pacijenata“, kaže vodeći autor studije dr Bernhard Goering sa Univerziteta u Minnesoti, čiji tim namjerava zatražiti dozvolu od američke Uprave za hranu i lijekove.

Kod dijabetesa tipa 1, imunološki sistem uništava stanice gušterače koje su odgovorne za proizvodnju inzulina, hormona koji šećer u krvi pretvara u energiju. Dakle, život pacijenata s ovom dijagnozom direktno ovisi o redovitim injekcijama inzulina, međutim, takav tretman uzrokuje i određene komplikacije izazvane fluktuacijama šećera u krvi.

Dijabetičari koji prolaze transplantaciju pankreasa u suštini mogu pobijediti bolest, ali ovo je složena i oslabljujuća operacija. Zato su naučnici dugi niz godina radili na minimalno invazivnoj alternativi: transplantaciji otočnih stanica pankreasa.

Kad nivo glukoze previše padne, ljudi koji imaju dijabetes tipa 1, doživljavaju niz karakterističnih simptoma: drhtavicu, znojenje i palpitacije. Većina njih zna da je u ovom trenutku kritično važno jesti nešto slatko ili ubrizgati inzulin. Međutim, čak i znajući za nadolazeći napad, 30% dijabetičara završava u ozbiljnoj opasnosti.

Najnovije istraživanje velikih razmjera na pacijentima koji su primili transplantaciju ćelija gušterače pokazalo je neviđene rezultate: 52% postanu neovisni o inzulinu u roku od godinu dana, 88% se riješi napada jake hipoglikemije, a razina šećera u njima se drži u granicama normale. 2 godine nakon operacije, 71% učesnika studije je još uvijek pokazalo dobre performanse.

Zanimaće vas: Dijabetesna bolest: 10 mitova

„To je samo nevjerojatan dar“, kaže Lisa, koja je 2010. godine dobila transplantaciju otočkih stanica i više joj nisu potrebne injekcije insulina. Prisjeća se koliko se bojala hipoglikemijske kome i koliko joj je bilo teško na poslu i kod kuće. Nakon transplantacije ćelija gušterače, nivo šećera u krvi može se kontrolirati laganim fizičkim naporom.

Nuspojave transplantacije ćelija gušterače koje proizvode inzulin uključuju krvarenje i infekcije. Također, pacijenti će morati tokom cijelog života uzimati imunosupresivne lijekove da izbjegnu odbacivanje novih stanica. Međutim, čineći takav tretman dijabetesom pristupačnim, medicina bi mogla značajno poboljšati kvalitetu života za milione ljudi širom svijeta.

Transplantacija otočnih stanica - Općenito

Ova metoda borbe protiv dijabetesa melitusa tipa I odnosi se na eksperimentalne metode liječenja, koje se sastoje u presađivanju pojedinih otočića pankreasa od davatelja do bolesnika. Nakon transplantacije stanice dobivaju korijen i počinju ispunjavati svoje funkcije proizvodnje hormona, zbog čega se razina glukoze u krvi normalizira, i osoba se vraća u normalan život. I iako je metoda koja se razmatra prolazi kroz fazu eksperimenata, prve ljudske operacije pokazale su da ovaj pristup zaista djeluje, iako je povezan s određenim komplikacijama.

Dakle, u posljednjih pet godina u svijetu je provedeno više od 5000 takvih operacija i njihov se broj svake godine povećava. Rezultati presađivanja otočnih stanica također su ohrabrujući, jer prema statistikama, 85% pacijenata nakon oporavka postaje neovisno o inzulinu. Istina, takvi pacijenti neće moći zauvijek zaboraviti uzimanje inzulina. Zašto se ovo događa? Hajde da razgovaramo o svemu po redu.

Originalni tretman dijabetesa

Danas, alternativa insulinu je transplantacija ćelija koje proizvode inzulin uzgojene iz matičnih ćelija pacijenta. No metoda zahtijeva dugotrajno uzimanje lijekova koji suzbijaju imunološki sustav i sprečavaju brzu smrt presađenih stanica.

Jedan od načina izbjegavanja reakcije imunološkog sustava je oblaganje stanica posebnim hidrogelom u obliku mikroskopskih kapsula. Ali hidrogel kapsule nije lako ukloniti, jer nisu povezane jedna s drugom, a stotine tisuća primjenjuju se prilikom transplantacije.

Sposobnost uklanjanja transplantata je ključni zahtjev naučnika, jer je terapija matičnim ćelijama povezana sa specifičnim potencijalom tumora.

Dakle, u liječenju dijabetesa jedina je alternativa inzulinu transplantacija brojnih, pouzdano zaštićenih stanica. Ali različita stanica za transplantaciju je rizična.

Slijedeći logiku, tim sa Univerziteta Cornell odlučio je "ćelije povezati na žicu".

„Kada transplantirane beta ćelije propadnu ili umru, moraju se ukloniti iz pacijenta. Zahvaljujući našem implantatu, ovo nije problem “, kaže Ma.

Inspirirani razmišljanjem o kapljicama vode na webu, dr. Ma i njegov tim prvi su pokušali spojiti kapsule s otocima u lanac. Ali, naučnici su brzo shvatili da bi bilo bolje da sloj hidrogela bude ravnomerno postavljen oko "strune" beta-ćelijama.

Taj niz je nitratna polimerna nit jonizovanog kalcijuma. Uređaj započinje s dva sterilna najlonska šava upletena u spiralu, a zatim se savija kako bi nanosila nanoporozne strukturne prevlake.

Tanki sloj alginata hidrogela nanosi se na originalni dizajn koji se pridržava nanoporoznog vlakna, drži i štiti žive ćelije. Rezultat je doista nešto što nalikuje kapi rose koja se zaglavila oko paučine. Izum nije samo estetski ugodan, već, kao što bi rekao nezaboravan lik, jeftin je, pouzdan i praktičan. Sve komponente uređaja su jeftine i biokompatibilne.

Alginati Je ekstrakt algi koji se obično koristi u transplantaciji inkapsuliranih ćelija pankreasa.

Navoj se zove TRAFFIC (enkapsulacija navođena ojačanim alginatnim vlaknima za otoke), što doslovno znači "alginatno vlakno ojačano nitima za kapsulaciju otočića."

„Za razliku od projektno inspiriranih rosišta na webu, mi nemamo razmaka između kapsula. U našem slučaju praznine bi bile loša odluka u smislu stvaranja ožiljnog tkiva i slično “, objašnjavaju istraživači.

Jedna operacija umjesto svakodnevnih injekcija inzulina

Da bi se implantat uveo u ljudsko tijelo, predlaže se upotreba minimalno invazivne laparoskopske hirurgije: tanka nit dugačka oko 6 stopa ušivena je u trbušnu šupljinu pacijenta tokom kratke ambulantne operacije.

„Pacijent s dijabetesom neće morati birati između injekcija i opasnih operacija. Potrebna su nam samo dva reza po četvrtini inča. Stomak je napuhan ugljendioksidom, što pojednostavljuje postupak, nakon čega hirurg poveže dva otvora i umetne konac s implantatom “, objašnjavaju autori.

Prema dr. Mau, velika površina implantata potrebna je za efikasnije oslobađanje inzulina, bolji prijenos mase. Sve otočne beta ćelije smještene su blizu površine uređaja, povećavajući njegovu efikasnost. Trenutne procjene životnog vijeka implantata pokazuju prilično impresivno razdoblje od 6 do 24 mjeseca, iako su potrebni dodatni testovi.

Eksperimenti na životinjama pokazali su da se glukoza u krvi kod miševa vratila u normalu dva dana nakon implantacije TRAFFIC-ove niti dužine 1 inč, koja ostaje unutar prihvatljivih granica 3 mjeseca nakon operacije ili više.

Sposobnost uklanjanja implantata uspješno je testirana na nekoliko pasa kojima su naučnici laparoskopski implantirali i uklonili niti do 10 centimetara (25 cm).

Kao što primjećuju hirurzi iz tima dr. Ma-a, tijekom operacije uklanjanja implantata došlo je do nedostatka ili minimalne adhezije uređaja na okolno tkivo.

Studiju je podržalo Američko udruženje za dijabetes.

Na čemu radi savremena medicina

S obzirom na nesavršenost transplantacije otočnih stanica od donora do pacijenta zbog odbacivanja ovih stanica, kao i zbog nepovoljne prognoze preživljavanja kod pacijenata s teškom bolešću bubrega, jetre ili pluća, moderna medicina ne gubi mogućnost pronalaska drugih, pogodnijih načina rješavanja problema proizvodnje inzulina. .

Jedna od tih metoda može biti i kloniranje otočnih stanica u laboratoriji. Znači, naučnici sugeriraju da pacijenti s teškim oblicima dijabetesa tipa I uzimaju vlastite stanice otočića i umnožavaju ih, a zatim ih presađuju u „dijabetični“ organizam. Kao što praksa pokazuje, ova metoda rješavanja problema ima brojne prednosti.

Prvo, daje nadu za poboljšanje svog stanja onim pacijentima koji godinama čekaju na pojavljivanje odgovarajućeg davatelja i operativni zahvat. Kloniranje ćelija potpuno uklanja ovaj problem. I drugo, kao što pokazuje praksa, sopstvene ćelije, iako se umjetno razmnožavaju, puštaju se u tijelo pacijenta mnogo bolje i traju duže. Međutim, i oni se na kraju uništavaju. Srećom, naučnici kažu da se klonirane stanice mogu uvesti pacijentu nekoliko puta.

Postoji još jedna ideja naučnika, koja daje nadu svim pacijentima koji imaju dijabetes. Naučnici predlažu da uvođenje gena odgovornog za proizvodnju inzulina u bliskoj budućnosti može u potpunosti ublažiti problem dijabetesa. Takvi su eksperimenti već pomogli laboratorijskim štakorima da izliječe dijabetes. Istina, da bi ljudi obavljali operacije mora proći vrijeme koje će pokazati koliko je ova metoda učinkovita.

Štaviše, danas se neke naučne laboratorije bave razvojem posebnog proteina koji će, kada se unese u organizam, aktivirati stanice otočića da se umnože pravo unutar gušterače. Navodi se da je na životinjama ova metoda već dala izvrsne rezultate i započinje koordinacijsko razdoblje koje će omogućiti da se primijeni na ljude.

Međutim, sve ove metode imaju jedan značajan problem - napadi imuniteta, koji uništavaju Largenhansove stanice brzinom njihove reprodukcije, pa čak i bržim. Naučni svijet još ne zna odgovor na pitanje kako ukloniti ovo uništavanje ili kako zaštititi stanice od negativnih efekata odbrambenih organizama. Neki naučnici pokušavaju razviti cjepivo protiv ovog uništavanja, dok drugi izmišljaju nove imunomodulatore koji obećavaju napraviti pravu revoluciju na ovom području. Ima onih koji pokušavaju implantiranim ćelijama osigurati poseban premaz koji će ih zaštititi od uništenja imuniteta. Na primjer, izraelski naučnici već su 2012. godine obavili sličnu operaciju na bolesnoj osobi i trenutno prate njegovo stanje, oslobađajući pacijenta potrebu da svakodnevno ubrizgava inzulin.

Na kraju članka kažemo da razdoblje operacija masovnih transplantacija otočića još uvijek nije stiglo. Ipak, naučnici su sigurni da će u bliskoj budućnosti moći osigurati da implantirane stanice ne odbace tijelo i ne pretrpe uništavanje s vremenom, kao što se to sada događa. U budućnosti, ova metoda liječenja dijabetesa obećava vrijednu alternativu transplantaciji gušterače, koja se danas koristi u izuzetnim slučajevima, a smatra se složenijom, rizičnijom i skupom operacijom.
Vodite računa o svom zdravlju!