Клетките за трансплантација на дијабетес тип 1 би требало да го регулираат нивото на шеќер во крвта - спектар на наука
Дијабетес тип 1: трансплантирани клетки би требало да го регулираат нивото на шеќер во крвта
Луѓето со дијабетес тип 1 повеќе не можат сами да произведуваат инсулин и затоа мораат да го инјектираат хормонот по потреба. Тим предводен од докторот Дивјанш Агарвал од Универзитетот во Пенсилванија сега разви нов метод за трансплантација на клетки од панкреасот кои произведуваат хормон кај животни кои страдаат од дијабетес. Истражувачите поставиле клетки што произведуваат инсулин, т.н. островски клетки, од животински или човечки донатори под кожата на глувци и мајмуни, вградени во нов вид на специјална матрица. Повеќе од две години, мајмун беше во можност оптимално да го регулира нивото на шеќер во крвта, известува тимот во списанието „Метаболизам на природата“.
Хормонот инсулин го намалува нивото на шеќер во крвта со поместување на шеќерот од крвта во клетките. Меѓутоа, кај дијабетичарите тип 1, имунолошкиот систем ги уништува клетките што произведуваат инсулин, поради што нивото на шеќер во крвта е трајно превисоко. Денес е можно да се трансплантираат островските клетки што произведуваат инсулин - исто така наречени островчиња Лангерханс - во погодените. За да го направите ова, клетките се изолирани од панкреасот на пациентот или од донаторот и се воведуваат во црниот дроб на пациентот. Таму тие се интегрираат во ткивото и произведуваат инсулин и неговиот колега, глукагон. Кај луѓето на кои им требало да им го отстранат панкреасот поради тумор, оваа терапија работи релативно добро, затоа што можете да вметнете нивни сопствени, сè уште здрави островски клетки. Сепак, црниот дроб не е идеално место за клетките на жлездата; тие не преживуваат таму долго и може да се појави воспаление. Покрај тоа, ваквата интервенција одзема многу време и ризично.
Би било многу полесно да се трансплантираат клетките на донаторот директно под кожата на примателот. Покрај тоа, лекарите ќе можат подобро да контролираат дали има компликации и брзо да ги отстранат трансплантациите доколку е потребно.
Броеви и факти за дијабетес
Околу седум милиони луѓе во Германија во моментов се погодени од дијабетес мелитус - познато колоквијално како дијабетес. Нивото на шеќер во крвта е трајно високо. Ова ги оштетува садовите и различните органи. Истражувачите од германскиот центар за истражување на дијабетес проценуваат дека до дванаесет милиони луѓе може да страдаат од метаболичко заболување во 2040 година.
Постојат два главни типа: Дијабетес тип 1 е поретка. Обично се јавува во детството и адолесценцијата. Сопствениот имунолошки систем ги напаѓа клетките што произведуваат инсулин во панкреасот. Како резултат, тие повеќе не можат да прават инсулин. Луѓе под Дијабетес тип 2 може да произведе инсулин. Сепак, клетките на вашето тело веќе не реагираат на тоа. Панкреасот се обидува да го компензира ова со ослободување на се повеќе инсулин. Како и да е, се помалку шеќер влегува во клетките на телото. Како по правило, болеста не се појавува дури по 40-та година од животот, но и помладите луѓе се засегнати. Покрај генетската предиспозиција, недостатокот на вежбање и прекумерната тежина го зголемуваат ризикот од ова.
Островските клетки живеат подолго во корито на колаген
Во панкреасот, клетките што произведуваат инсулин и глукагон се вградени во матрица на протеински влакна, колагените. Тие се важен дел од сврзното ткиво и се наоѓаат во кожата, коските, забите, 'рскавицата, тетивите и лигаментите на сите цицачи. Претходните студии покажаа дека слој од овие протеини им помага на островските клетки да преживеат подолго. Врз основа на ова знаење, тимот од Универзитетот во Пенсилванија дизајнираше специјална колагенска матрица. Ова го додаде во комбинација на хранливи материи што ги направија островите во садот за култура особено удобни.
Прво, истражувачите го тестирале својот нов метод на околу 100 глувци кои страдале од дијабетес. Тие поставија островските клетки вметнати во матрицата од други глувци, свињи или луѓе под кожата во стомакот. И навистина: животните сега беа во можност сами да го регулираат шеќерот во крвта. Испитувањето на примероци од ткиво покажа дека странските островски клетки добро пораснале и во просек ги произвеле посакуваните хормони повеќе од 100 дена. Ако лекарите повторно ги пресечат трансплантациите, нивото на шеќер во глодарите повторно се искачи на нездраво ниво.
Во следниот чекор, истражувачите избрале животински модел кој е повеќе сличен на човекот: макака што јаде рак (Macaca fascicularis). Тие го отстраниле панкреасот на две животни, што доведува до дијабетес тип 1. Потоа на секое од двете животни им беа дадени свои островски клетки, вклучувајќи и посебна матрица. На еден од мајмуните не му беше потребен никаков странски инсулин околу 800 дена за да го регулира нивото на шеќер во крвта на здраво ниво; дури тогаш повторно се крена. Работната група се сомнева дека тоа може да биде затоа што животното се здебелило. Или преостанатите островски клетки останаа откако му беа извадени делови од ткивото заради испитување по некое време по трансплантацијата.
Вториот мајмун беше зависен од дневни инјекции на инсулин и покрај трансплантацијата. Лекарите го објаснуваат ова со фактот дека, откако му беше отстранет панкреасот, тие исто така администрираа хемикалија што требаше да ги убие преостанатите островски клетки. Можеби, така пишуваат тие, лекот сепак имал ефект и исто така ги труел трансплантираните клетки. Покрај тоа, животното имало помалку островски клетки и било пресадено од другото.
И покрај тоа, заклучуваат истражувачите, резултатите покажале дека новоразвиената матрица го подобрила преживувањето и функцијата на островските клетки. Трансплантација на пациенти под кожата на овој начин може да претставува едноставен и безбеден метод за лекување на дијабетес тип 1.
Не револуционерен, но вреден
Фактот дека новиот метод на тимот очигледно работи доста добро со глувци, не е изненадување за Стефан Борнштајн од универзитетската болница Карл Густав Карус во Дрезден: „Многу е можно со мали животни“. Затоа смета дека успехот со едно животно е прилично зачудувачки. Барбара Лудвиг, раководител на трансплантацијата на островот - патем единствениот ваков центар во цела Германија - во универзитетската болница во Дрезден смета дека работата е многу импресивна. Ретко гледате толку темелно и сеопфатно истражување, вели таа. Години на работа стојат зад тоа. Дури и ако идејата не е нова само по себе, постариот лекар ја оценува студијата како вреден придонес.
„Островските клетки имаат потреба од многу кислород“ (Стефан Борнштајн, универзитетска болница Карл Густав Карус во Дрезден)
Според Борнштајн, истражувачите се обидувале да трансплантираат островски клетки под кожата на животните веќе 40 до 50 години. Но: „Островските клетки имаат потреба од многу кислород“, вели директорот на медицинската клиника и поликлиниката. Повеќето претходни обиди пропаднаа поради ова. Бидејќи ткивото под кожата е слабо снабдено со крв. Во нивната работа, истражувачката група не опишува како новата матрица обезбедува снабдување со кислород до трансплантациите. На прашањето, авторот на студијата Агарвал објаснува дека клетките во матрицата преживуваат подолго. Тие затворија одредени сигнални патеки што вообичаено водат до островите да изумираат. Покрај тоа, очигледно му помага на ткивото да формира нови крвни садови. Тимот сака да истражи како точно работи ова во идните студии.
Лудвиг може да замисли дека матрицата генерално ги прави клетките поцврсти и затоа се помалку подложни на недостаток на кислород. Тоа е веќе голем чекор напред. Сепак, прво мора да се провери дали методот работи и во човечко ткиво. На крајот на краиштата, телото на мајмун е конструирано поинаку од телото на човекот. „Овие се диви животни. Практично се состојат само од кожа и мускули “, вели лекарот. Луѓето имаат многу повеќе маснотии под кожата. Покрај тоа, две животни не се доволни да извлечат заклучоци од нив. Прво на сите, важно е да се репродуцираат резултатите на други примероци.
„Овие се диви животни. Тие се состојат практично само од кожа и мускули «(Барбара Лудвиг, раководител на трансплантација на остров во универзитетската болница во Дрезден)
Покрај тоа, треба многу внимателно да се провери дали инсулинот навистина доаѓа од клетките трансплантирани под кожата или од преостанатите островски клетки на панкреасот, вели лекарот Борнштајн. Фактот дека авторите можат да обојат специјални популации на клетки во ткивото, не значи дека клетките се всушност одговорни за производство на хормони за регулирање на шеќерот во крвта. Значи, може да се случи на мајмунот да не му треба инсулин само затоа што неговиот панкреас не беше целосно отстранет. Ова исто така би објаснило зошто третманот не функционирал со другото животно.
Проблемите остануваат
Два фундаментални проблеми во трансплантацијата на островските клетки не се решени со новиот метод. Прво: Трансплантираните животни - а со тоа и луѓето - ќе мора да земаат трајно имуносупресивни лекови за странските клетки да не бидат отфрлени од телото. Покрај тоа, дијабетес тип 1 е автоимуно заболување во кое имунолошкиот систем на пациентот веќе ги напаѓа клетките на островчето во организмот. Ова мора да се спречи, на пример, со заштитени трансплантирани клетки од одбраната на телото, во спротивно тие премногу брзо се откажуваат.
Второ: Бидејќи мајмуните биле трансплантирани само со островските клетки на телото, не е јасно дали методот може да работи со туѓи донаторски клетки или со алтернативни извори, како што се репрограмирани матични клетки. Бидејќи: Клетките на човечки донатори се апсолутно недостижни, особено во Германија. Според бројките од Дојче фондацијата Органтансплантација, околу 95 трансплантации на панкреас се прават во Германија секоја година. Скоро 300 пациенти во моментов чекаат орган-донатор.