Контрол на диабетът без инжекции: Устройство дава нов подход

Публикация / Научна точка

Дата на публикуване :: 24.09.2023 , 10:56 ч. , JSCI Идентификатор 37950

Редактор: Ралица Илкова

Абстракт:: Устройството съдържа капсулирани клетки, които произвеждат инсулин, плюс мъничка фабрика за производство на кислород, която поддържа клетките здрави.

Приложения към публикацията: N/A

Контрол на диабетът без инжекции: Устройство дава нов подход

Снимка © DFA

Пълен текст (JSCI 37950)

Прочетена 2255

Устройството съдържа капсулирани клетки, които произвеждат инсулин, плюс мъничка фабрика за производство на кислород, която поддържа клетките здрави.

Един обещаващ подход за лечение на диабет тип 1 са имплантиращите клетки на островния панкреас, които могат да произвеждат инсулин, когато е необходимо, което може да освободи пациентите от нуждата за инжекции с инсулин. Една от основните пречки за този подход обаче е, че след като клетките се имплантират, те евентуално изчерпват кислородът и спират да произвеждат инсулин.

За да се преодолее това препятствие, инженерите са проектирали ново имплантируемо устройство, което не само носи хиляди инсулин-произвеждащи островни клетки, но е и собствена бордова фабрика, която генерира кислород, чрез разделяне на водните пари, намиращи се в тялото.

Изследователите показаха, че имплантиран диабетен чип, може да поддържа нивата на кръвната захар на мишките стабилни поне месец. Сега изследователите се надяват да създадат по -голяма версия на устройството, с размерите на пръчка от дъвка, която евентуално може да бъде тествана при хора с диабет тип 1.

„Можете да мислите за това като живо медицинско изделие, което се прави от човешки клетки, които отделят инсулин, заедно със система за електронна поддръжка на живота. Досега сме развълнувани от напредъка и реално сме оптимисти, че тази технология може да помогне да помогне на пациента “, казва Даниел Андерсън, професор в катедрата по химическо инженерство, член на институтите за готвене за интегративни изследвания към института за медицинско инженерство и наука (IMES) и старши автор на изследването.

Въпреки че основният акцент на изследователите е върху лечението на диабет, те казват, че устройството, може да бъде адаптирано и да лекува повече заболявания, които изискват изискват терапевтичен протеин.

Подмяна на инжекциите

Повечето пациенти с диабет тип 1 трябва да наблюдават внимателно нивата на кръвта си и да ги инжектират с инсулин поне веднъж на ден. Този процес обаче не възпроизвежда естествената способност на организма да контролира нивата на кръвната захар.

„По-голямата част от диабетиците, които са зависими от инсулин, се инжектират с инсулин и правят всичко възможно, но те нямат здравословни нива на кръвна захар“, казва Андерсън. "Ако погледнете нивата на кръвната им захар, дори и за хората, които са много посветени на вниманието, те просто не могат да съвпадат с това, което може да направи жив панкреас."

Добра алтернатива е да се трансплантира клетки, които произвеждат инсулин, който да откриват скокове в нивата на кръвната захар на пациента. Въпреки това, пациентът трябва да приема имуносупресивни лекарства, за да бъде пред тях, да отхвърлят имплантираните клетки.

Съвсем наскоро изследователите показаха подобен успех с островните клетки, получени от стволови клетки, но пациентът отново трябва да приема имуносупресивни лекарства.

Друга възможност, която би могла да предотврати необходимостта от имуносупресивни лекарства, е да се капсулира трансплантираните клетки в гъвкаво устройство, което защитава клетките от имунната система. Въпреки това, намирането на начин за надеждна антиоксидация за теза, капсулирана клетки, се оказва предизвикателство.

Някои експериментални устройства, включително едно, което е тествано в клинични изпитвания, се отличават на кислородна камера, която може да достави клетките, но тази камера трябва да се презарежда периодично. Други изследователи са разбрали имплантнти, включващи химически реагенти, които могат да генерират кислород.

Лекарства при поискване

Сега новото устройство, изследователите го тестваха при диабетни мишки. Едната група мишки получи устройството с мембрана, която е заредена с вода, а другата получи устройство, което съдържа клетките без допълнителен кислород. Устройствата бяха имплантирани точно под кожата, при мишки с напълно функционална имунна система.

Изследователите откриха, че мишките, имплантирани с устройството за генериране на кислород, трябва да бъдат да поддържат нормални нива на глюкоза в кръвта, сравними с здравните животни. Въпреки това, мишки, които са получили неоксигенираното устройство, станаха хипергликемични (с повишена кръвна захар) в рамките на около две седмици.

Типично, когато какъвто и да е вид медицинско изделие се имплантира в тялото, атаката от имунната система води до натрупване на тъкан, наречена фиброза, което може да намали ефективността на устройствата. Този вид тъкан се образува около имплантите, използвани в това проучване, но успехът на устройството в контрола на нивата на съсирване на кръвта подсказва, че инсулинът се е съкратил от устройството и глюкоза в него.

Следователно този подход може да се използва за доставяне на клетки, или друг тип терапевтичен протеин, които трябва да бъдат подавани за дълги периоди от време. В това проучване изследователите показаха, че по този начин устройството може да запази и живите клетки.

„Ние сме оптимисти, че ще бъде възможно да се направи медицински изделия, които могат да пребивават в тялото и да произвеждат лекарства според нуждите“, казва Андерсън. „Има различни заболявания, при които пациентите трябва да приемат протеини екзогенно, понякога много често. Ако можем да заменим нуждата от инфузии всяка седмица с един имплант, който може да действа дълго време, мисля, че това може да помогне на много пациенти. "

Сега изследователите планират да адаптират устройството за тестване при по -големи животни и хора. За човешка употреба те се надяват да разработят имплант, който би бил с размерите на пръчка от дъвка. Те планират да тестват дали устройството може да остане в тялото за по -дълги периоди от време.

„Материалите, които сме използвали, са по своята същност стабилни и дълготрайни, така че мисля, че този вид дългосрочна операция е в сферата на възможността и това е, върху което работим“, казва Кришнан.

"Ние сме много развълнувани от резултатите от тезата и вярваме, че бихме могли да осигурим изцяло нов начин на лечение на диабет и евентуално други заболявания", добавя Лангър.

Изследването е проведено от JDRF, Leona M. и Harry B. Helmsley Trustable Trust и Националния институт за биомедицински изображения и биоинженеринг.

Публикация / Новини (JSCI 37950)
Дата на публикуване :: 24.09.2023, 10:56 ч.

Публикацията е включена и в информационните бюлетини за абонатите на JSCI. Изберете от предлаганите възможности за абонамент, за да получавате редовни актуализации във Вашите области на интерес.

ОЩЕ ОТ РУБРИКАТА

Министерството на образованието и науката, и УНИЦЕФ ще подпишат Меморандум за сътрудничество