Для одного мільйона росіян з цукровим діабетом I типу щоденні ін'єкції інсуліну є питанням життя і смерті.

Хоча сьогодні немає можливості назавжди позбутися від цього захворювання, співробітники Корнельського університету (США) розробили імплантат з живими клітинами підшлункової залози, що дозволяє на якийсь час забути про діабет.

При цукровому діабеті I типу інсулінпродуцірующіх кластери підшлункової залози (острівці) руйнуються імунною системою організму. Щоб заповнити клітинний апарат, дослідницька група на чолі з доктором Вечірка Ма (Minglin Ma) придумала геніальний метод імплантації тисяч острівцевих клітин в тіло пацієнта.

Живі бета-клітини всередині імплантату захищені тонким гідрогелевий покриттям. Найважливіше, що клітини прикріплюються до каркаса у вигляді полімерної нитки, і можуть бути своєчасно видалені або замінені після закінчення свого життєвого циклу.

Подробиці про унікальну розробку співробітники Відділення біологічного і аграрного інжинірингу повідомляють у своїй публікації на сторінках PNAS.

Оригінальний метод лікування діабету.

Сьогодні альтернатива інсуліну - це трансплантація инсулинпродуцирующих клітин, вирощених із стовбурових клітин пацієнта. Але метод вимагає тривалого введення препаратів, що пригнічують імунну систему і запобігають швидку загибель пересаджених клітин.

Один із способів уникнути реакції імунної системи полягає в покритті клітин спеціальним гідрогелем у вигляді мікроскопічних капсул. Але гідрогелеві капсули непросто видалити, оскільки вони не пов'язані один з одним, а при трансплантації їх вводять сотні тисяч.

Можливість видалення трансплантата - це ключова вимога вчених, оскільки терапія стовбуровими клітинами асоціюється з певним пухлинних потенціалом.

Отже, при лікуванні діабету єдина альтернатива інсуліну - це пересадка численних, надійно захищених клітин. Але розрізнені клітини пересаджувати ризиковано.

За логікою, команда Корнельського університету вирішила «нанизати клітини на нитку».

«Коли пересаджені бета-клітини зазнають невдачі або вмирають, їх необхідно витягти з організму пацієнта. Завдяки нашому імплантату це не проблема », - каже Ма.

Надихнувшись спогляданням крапельок води на павутині, доктор Ма і його команда спочатку спробували поєднати капсули, що містять острівці, у вигляді ланцюжка. Але вчені швидко зрозуміли, що було б краще розмістити гідрогелевий шар рівномірно навколо «струни» з бета-клітинами.

Цією струною послужила нітратна полімерна нитка з іонізованого кальцію. Пристрій починається з двох стерильних нейлонових швів, скручених в спіраль, потім складається для нанесення друг на друга нанопористих структурних покриттів.

На оригінальну конструкцію наноситься тонкий шар альгінатного гідрогелю, який прилипає до Нанопористий нитки, утримуючи і захищаючи живі клітини. В результаті дійсно виходить щось, схоже на краплі роси, що обліпили павутинку. Винахід не тільки естетично, але, як сказав би незабутній персонаж, дешево, надійно і практично. Всі компоненти пристрою недорогі і біосумісні.

Альгінат - це екстракт з морських водоростей, який зазвичай використовується при трансплантації інкапсульованих клітин підшлункової.

Нитка отримала назву TRAFFIC (Thread-Reinforced Alginate Fiber For Islets enCapsulation), що буквально означає «армоване ниткою альгинатное волокно для інкапсуляції острівців».

«На відміну від надихнули проект росинок на павутині, у нас немає проміжків між капсулами. У нашому випадку прогалини були б поганим рішенням з точки зору утворення рубцевої тканини і тому подібного », - пояснюють дослідники.

Одна операція замість щоденних ін'єкцій інсуліну.

Для введення імплантату в людський організм передбачається використовувати мінімально інвазивну лапароскопічну хірургію: тонку нитку близько 6 футів довжиною зашивається в черевну порожнину пацієнта в ході короткої амбулаторної операції.

«Хворому на цукровий діабет не доведеться вибирати між ін'єкціями і небезпечним хірургічним втручанням. Нам потрібні тільки два розрізи на чверть дюйма. Живіт роздувається вуглекислим газом, який спрощує виконання процедури, після чого хірург під'єднує два порти і впроваджує нитка з імплантатом », - пояснюють автори.

За словами доктора Ма, велика площа поверхні імплантату необхідна для більш ефективного вивільнення інсуліну, кращого масопереносу. Все острівкові бета-клітини розташовуються близько до поверхні пристрою, підвищуючи його ефективність. Поточні розрахунки тривалості життя імплантату показують досить вражаючий строк від 6 до 24 місяців, хоча необхідні додаткові випробування.

Експерименти на тваринах показали, що у мишей рівень глюкози в крові повертався до норми через два дні після імплантації нитки TRAFFIC довжиною 1 дюйм, залишаючись в допустимих межах протягом 3 місяців після операції і більш.

Можливість видалення імплантату була успішно протестована на кількох собак, яким вчені лапароскопически впроваджували і видаляли нитки до 10 дюймів (25 см).

Як відзначають хірурги з команди доктора Ма, під час операції з видалення імплантату зазначалося відсутність або мінімальна адгезія пристрою на навколишньої тканини.

Дослідження проводилося за підтримки Американської діабетичної асоціації.

medbe. ru.