123RF
Specjalny materiał może pomóc w cukrzycy
Redaktor: Iwona Konarska
Data: 06.07.2023
Źródło: PAP/Marek Matacz
Naukowcy opracowali materiał, który ma pozwolić na ochronę wszczepianych, produkujących insulinę komórek przed układem odpornościowym. Substancję tę znaleźli dzięki oryginalnej metodzie, którą można wykorzystać także do wielu innych medycznych celów.
Jak zwracają uwagę badacze z Rice University w USA, na cukrzycę typu 1 choruje na świecie ok. 8 mln ludzi. Choroba wynika z obumierania atakowanych przez układ odpornościowych komórek wysp trzustki (komórek beta).
Aby uwolnić chorych od konieczności ciągłego przyjmowania insuliny, od dłuższego czasu różne zespoły pracują nad metodą wszczepiania pacjentom zdrowych komórek beta. Niestety, jak większość przeszczepów, one także są niszczone przez układ odpornościowy.
Jedno z badanych rozwiązań polega na osłanianiu ich specjalną błoną, jednak mimo wielu lat poszukiwań nadal wyzwanie stanowi znalezienie odpowiedniego materiału.
– Obecnie, aby zastosować takie wszczepiane komórki, trzeba osłabić cały układ odpornościowy, tak jak przy przeszczepach narządów. To powoduje liczne komplikacje u pacjenta – podkreśla kierujący pracami prof. Omid Veiseh.
– Takie osoby mogą zachorować na raka, nie mogą dobrze zwalczać zakażeń. Dlatego dla większości pacjentów lepiej jest przyjmować insulinę – tłumaczy.
Naukowcy z Rice University twierdzą, że znaleźli taką substancję opartą na kwasie alginowym. Główną przeszkodą w dotychczasowych badaniach była konieczność pracochłonnego sprawdzania każdego materiału w żywym organizmie.
– Problem odrzucania wszczepu trzeba badać u myszy z cukrzycą, a nie w probówce – mówi Boram Kim, współautorka dokonania. – Oznacza to, że jeśli ktoś chce przetestować setki cząsteczek zawierających kwas alginowy, musi to zrobić na setkach zwierząt. Nasz pomysł polegał na przetestowaniu setek biomateriałów w tym samym czasie, w tym samym zwierzęciu – wyjaśnia badaczka.
Niestety, wszystkie materiały z tej grupy wyglądają mniej więcej tak samo i kiedy usunie się je z organizmu myszy, nie da się zidentyfikować tych, które działają najlepiej. Dlatego badacze do każdego materiału przyłączyli unikalne komórki nabłonka ludzkiego.
– Zwyciężyły te materiały, które na koniec miały w sobie żywe komórki – mówi prof. Veiseh.
Komórki przypisane do różnych materiałów pochodziły przy tym od innych dawców i dzięki temu materiały można było później zidentyfikować. Wystarczyło zsekwencjonować genom komórek, które przeżyły, aby dowiedzieć się, jaki materiał zdał egzamin.
Wykorzystaną metodą można też posłużyć się w poszukiwaniach innych wszczepianych do organizmu materiałów.
– Na przykład niektórzy pacjenci z cukrzycą stosują automatyczne pompy dostarczające insulinę. Działające w niej cewniki trzeba wymieniać co kilka dni, ponieważ się zatykają.
Pokazaliśmy, że pokrycie ich nowymi materiałami temu zapobiega – mówi prof. Veiseh.
– To przełom. Dzięki tej metodzie możemy testować setki biomateriałów jednocześnie i wybierać te, których organizm nie odrzuca. Możemy chronić nimi wszczepy komórkowe przed atakami układu odpornościowego bez stosowania leków immunosupresyjnych – mówi dr José Oberholzer z University of Virginia, współautor dokonania.
Opisujący je artykuł ukazał się na łamach pisma „Nature Biomedical Engineering”.
Aby uwolnić chorych od konieczności ciągłego przyjmowania insuliny, od dłuższego czasu różne zespoły pracują nad metodą wszczepiania pacjentom zdrowych komórek beta. Niestety, jak większość przeszczepów, one także są niszczone przez układ odpornościowy.
Jedno z badanych rozwiązań polega na osłanianiu ich specjalną błoną, jednak mimo wielu lat poszukiwań nadal wyzwanie stanowi znalezienie odpowiedniego materiału.
– Obecnie, aby zastosować takie wszczepiane komórki, trzeba osłabić cały układ odpornościowy, tak jak przy przeszczepach narządów. To powoduje liczne komplikacje u pacjenta – podkreśla kierujący pracami prof. Omid Veiseh.
– Takie osoby mogą zachorować na raka, nie mogą dobrze zwalczać zakażeń. Dlatego dla większości pacjentów lepiej jest przyjmować insulinę – tłumaczy.
Naukowcy z Rice University twierdzą, że znaleźli taką substancję opartą na kwasie alginowym. Główną przeszkodą w dotychczasowych badaniach była konieczność pracochłonnego sprawdzania każdego materiału w żywym organizmie.
– Problem odrzucania wszczepu trzeba badać u myszy z cukrzycą, a nie w probówce – mówi Boram Kim, współautorka dokonania. – Oznacza to, że jeśli ktoś chce przetestować setki cząsteczek zawierających kwas alginowy, musi to zrobić na setkach zwierząt. Nasz pomysł polegał na przetestowaniu setek biomateriałów w tym samym czasie, w tym samym zwierzęciu – wyjaśnia badaczka.
Niestety, wszystkie materiały z tej grupy wyglądają mniej więcej tak samo i kiedy usunie się je z organizmu myszy, nie da się zidentyfikować tych, które działają najlepiej. Dlatego badacze do każdego materiału przyłączyli unikalne komórki nabłonka ludzkiego.
– Zwyciężyły te materiały, które na koniec miały w sobie żywe komórki – mówi prof. Veiseh.
Komórki przypisane do różnych materiałów pochodziły przy tym od innych dawców i dzięki temu materiały można było później zidentyfikować. Wystarczyło zsekwencjonować genom komórek, które przeżyły, aby dowiedzieć się, jaki materiał zdał egzamin.
Wykorzystaną metodą można też posłużyć się w poszukiwaniach innych wszczepianych do organizmu materiałów.
– Na przykład niektórzy pacjenci z cukrzycą stosują automatyczne pompy dostarczające insulinę. Działające w niej cewniki trzeba wymieniać co kilka dni, ponieważ się zatykają.
Pokazaliśmy, że pokrycie ich nowymi materiałami temu zapobiega – mówi prof. Veiseh.
– To przełom. Dzięki tej metodzie możemy testować setki biomateriałów jednocześnie i wybierać te, których organizm nie odrzuca. Możemy chronić nimi wszczepy komórkowe przed atakami układu odpornościowego bez stosowania leków immunosupresyjnych – mówi dr José Oberholzer z University of Virginia, współautor dokonania.
Opisujący je artykuł ukazał się na łamach pisma „Nature Biomedical Engineering”.
Current Topics in Diabetes
