Antioxidačný gél zachováva funkciu ostrovčekov po odstránení pankreasu

Výskumníci z Northwestern University vyvinuli nový antioxidačný biomateriál, ktorý by v budúcnosti mohol výrazne uľahčiť život ľuďom trpiacim chronickou pankreatitídou.

Hlavné závery štúdie

Článok „Makromolekula citrátu s fázovou zmenou bojuje proti oxidačnému poškodeniu ostrovčekov pankreasu, umožňuje prihojenie ostrovčekov a funkciu v omente“ bol publikovaný 7. Júna v časopise Science Advances. p>

Predtým, ako chirurgovia odstránia pankreas pacientom s ťažkou, bolestivou chronickou pankreatitídou, najskôr odstránia zhluky tkaniva produkujúceho inzulín nazývané Langerhansove ostrovčeky a transplantujú ich do cievneho systému pečene. Účelom transplantácie je zachovať schopnosť pacienta kontrolovať hladiny glukózy v krvi bez injekcií inzulínu.

Bohužiaľ, tento proces zničí 50 – 80 % ostrovčekov a tretina pacientov sa po operácii stane diabetikom. Tri roky po operácii potrebuje 70 % pacientov injekcie inzulínu, čo je sprevádzané množstvom vedľajších účinkov, ako je prírastok hmotnosti, hypoglykémia a únava.

Nový prístup k transplantácii

V novej štúdii vedci transplantovali Langerhansove ostrovčeky do omenta, veľkého plochého tukového tkaniva, ktoré pokrýva črevá, namiesto pečene. Na vytvorenie priaznivejšieho mikroprostredia pre ostrovčeky vedci použili antioxidačný a protizápalový biomateriál, ktorý sa pri telesnej teplote rýchlo mení z tekutiny na gél.

Výsledky pokusov na zvieratách

V experimentoch na myšiach a primátoch gél úspešne zabránil oxidačnému stresu a zápalovým reakciám, čím výrazne zlepšil prežitie a funkčnosť transplantovaných ostrovčekov. Toto je prvýkrát, čo bol na zachovanie funkčnosti transplantovaných ostrovčekov použitý syntetický antioxidačný gél.

„Aj keď sa transplantácia ostrovčekov v posledných rokoch zlepšila, dlhodobé výsledky zostávajú neuspokojivé,“ povedal Guillermo A. Ameer, ktorý viedol štúdiu. "Náš nový syntetický materiál vytvára podporné mikroprostredie pre funkciu ostrovčekov. Pri testovaní na zvieratách bol vysoko účinný pri obnove normálnej hladiny cukru v krvi."

Výhody nového biomateriálu

„S týmto novým prístupom dúfame, že pacienti už nebudú nútení vyberať si medzi bolesťou chronickej pankreatitídy a komplikáciami cukrovky,“ dodala Jacqueline Burke, prvá autorka štúdie.

Úloha a vyhliadky

Pre pacientov, ktorí žijú bez pankreasu, môžu byť vedľajšie účinky, ako napríklad riadenie hladiny cukru v krvi, celoživotným problémom. Langerhansove ostrovčeky pomáhajú telu udržiavať kontrolu nad hladinou cukru v krvi. Bez fungujúcich ostrovčekov si ľudia musia často kontrolovať hladinu cukru v krvi a užívať si inzulínové injekcie.

"Život bez funkčných ostrovčekov predstavuje pre pacientov obrovskú záťaž," povedal Burke. "Musia sa naučiť počítať sacharidy, dávkovať inzulín v správnom čase a neustále sledovať hladinu glukózy. To im zaberá veľa času a duševnej energie."

Problémy s aktuálnou metódou

Súčasný štandard starostlivosti o ostrovčeky však bohužiaľ často vedie k zlým výsledkom. Po operácii na odstránenie pankreasu chirurgovia izolujú ostrovčeky a transplantujú ich do pečene infúziou portálnej žily. Tento postup má niekoľko bežných komplikácií. Ostrovčeky v priamom kontakte s krvným obehom podliehajú zápalovej reakcii, viac ako polovica ostrovčekov odumrie a transplantované ostrovčeky môžu spôsobiť nebezpečné krvné zrazeniny v pečeni. Z týchto dôvodov lekári a výskumníci hľadali alternatívne miesto transplantácie.

Nový prístup s použitím roztoku citrátu

Na ochranu ostrovčekov a zlepšenie výsledkov sa Ameer obrátil na platformu citrátových biomateriálov s antioxidačnými vlastnosťami vyvinutú v jeho laboratóriu. V bunkových kultúrach zostali myšie aj ľudské ostrovčeky uložené v citrátovom géli životaschopné oveľa dlhšie ako ostrovčeky v iných roztokoch. Keď sú ostrovčeky vystavené glukóze, vylučujú inzulín, čo preukazuje normálnu funkčnosť.

Integrácia do látok

Po troch mesiacoch telo reabsorbovalo 80 – 90 % biokompatibilného gélu a v tomto bode už nebol potrebný. "Prekvapivé bolo, že ostrovčeky regenerovali krvné cievy," povedal Ameer. "Telo vytvorilo sieť nových krvných ciev na spojenie ostrovčekov s telom. Ide o dôležitý prelom, pretože krvné cievy udržujú ostrovčeky živé a zdravé."

Ameer next plánuje testovať hydrogél na zvieracích modeloch počas dlhšieho časového obdobia. Poznamenal tiež, že nový hydrogél by sa mohol použiť na rôzne terapie nahradzujúce bunky vrátane kmeňových buniek na liečbu cukrovky.