TRAFFIC – az „inzulintermelő-fonál”
A Cornell Egyetem kutatói, a Novo Nordisk és a Michigan Egyetem Orvostudományi Egyetemmel együttműködve kifejlesztettek egy olyan beültethető eszközt, amely élő őssejt eredetű pancreassejt-klasztereket, szigetsejteket foglal magába, és képes az egészséges hasnyálmirigyhez hasonló inzulin termelésre.
Íme a TRAFFIC -, az „inzulintermelő-fonál” Foto: Lindsay France/University Photography
A tudós, a csapat és az ötlet
1-es típusú diabétesz esetén az inzulin termelő pancreassejt-klasztereket (szigetsejtekek) elpusztítja a szervezet saját immunrendszere. Minglin Ma, a Mezőgazdaság és Élettudományi Főiskola Biológiai és Környezetmérnöki Tanszékének vezetője kutatócsoportjával zseniális módszert dolgozott ki több százezer szigetsejt beültetésére. A sejtek vékony hidrogél bevonattal vannak védve, és egy polimer szálhoz vannak kötve, így könnyen eltávolíthatóak vagy kicserélhetőek.
A kutatás a Cornell Egyetem védjegyének is számító, „radikális együttműködés” koncepciójának egyik példája. Ezen munkában is számos együttműködő partner játszott fontos szerepet: Dr. James Flanders az Állatorvos-tudományi Kollégium részéről; Jintu Fan professzor a Humán-ökológiai Főiskola Fibre Science & Apparel Design osztályától; és Meredith Silberstein asszisztens professzort a Gépészmérnöki Főiskola Gépészeti Tanszékéről.
Minglin Ma
Az őssejt eredetű, inzulintermelő szigetsejtek transzplantációja alternatívája lehet az inzulinterápiának, de mellette hosszú távú immunszuppresszív gyógyszerek beadását igényli. Egy sokak által kutatott megközelítés az immunrendszer reakciójának elkerülésére a cellák bevonása és védelme apró hidrogél kapszulákban, melynek átmérője mikrométer nagyságrendű. Ezeket a kapszulákat azonban nem lehet könnyen eltávolítani a testből, mivel nem kapcsolódnak egymáshoz, és több százezerre van szükség belőlük az inzulintermeléshez.
A transzplantáció eltávolításának képessége viszont kulcsfontosságú, mert az őssejt eredetű, inzulintermelő sejtek esetén fennállhat a daganatok kialakulásának lehetősége. „Amikor már nem működnek, vagy meghalnak, ki kell jönniük” – mondta Ma. –„Nem akarsz valamit a testbe tenni, amit nem tudsz ki is venni. Ez a módszerünkkel nem probléma.”
A természet adta inspiráció
Az ötletet a természet adta, mégpedig az, ahogyan a harmatcseppek felfűződnek a pókok hálójára. Minglin Ma és csapata először megpróbálta összekapcsolni a szigetsejt kapszulákat egy „fonalon” (string-en) keresztül, de rájött, hogy jobb lenne a hidrogél réteget egyenletesen elhelyezni a fonal körül.
Ez a „fonal” egy ionizált kalciumfelszabadító, nanopórusos polimer szál. Az eszköz két steril műanyag varrattal kezdődik, amelyek hélixbe csavarodnak, majd összehajtják, hogy megkönnyítsék a későbbi nanopórusos szerkezeti bevonatok felvitelét. A fonalra vékony réteg szigetelőanyag-tartalmú alginát hidrogélt helyeznek, amely hozzátapad a spirális, nanopórusos szálhoz, hasonlóan a pókhálókhoz tapadó harmatcsepphez. Az alginát egy tengeri alga kivonat, amelyet általában kapszulázott sejt transzplantációban használnak.
TRAFFIC – az inzulintermelő-fonál
Ez a szál – amelyet a csoport a TRAFFIC-nek (Thread-Reinforced Alginate Fiber For Islets enCapsulation) nevezett el- egy pókhálóról inspirálódott, de Minglin Ma szerint még jobb, mert a hidrogél egyenletesen lefedi a szálat.- Nincs semmiféle rés a sejtkapszulák között – mondta. – A pókhálóban rések vannak a vízgyöngyök között. Esetünkben a hiányosságok a hegszövet és hasonlók szempontjából rosszak lennének.”És mivel a szál csavarodott és porózus, a hidrogél nem csúszik le, ellentétben ha csak egyetlen sima anyagdarabon lenne.
Ez a terápia minimálisan invaziv laparoszkópos műtétet jelent, amely egy hosszabb, hidrogél bevonatú szál beültetésével jár a páciens peritoneális üregébe.
„Csak két körülbelül fél centiméteres bemetszésre van szükségünk, egy a bevezetett kamera miatt, így láthatjuk, hogy mit csinálunk, a másik pedig az eszköz számára , amivel bejuttatjuk az implantátumot. „
A TRAFFIC nagy kiterjedésű felülete elősegíti az anyagátadást, mondta Ma, és a jó diffúziót, mert az összes szigetsejt, ami az inzulint termeli a felszín közelében lesz. Az implantátum élettartamának becslése 6 és 24 hónap között van, bár ennek biztos megítéléséhez még több teszt elvégzése szükséges.
Ígéretes kísérletek
Egereken végzett kísérletekben a vércukorszint 2 nappal a TRAFFIC beültetése után normalizálódott, és a kísérletet követően legalább három hónapig normális maradt. Az eszköz eltávolíthatóságát kutyákon is sikeresen tesztelték. A preklinikai eredmények ígéretesek, de az eszköz végleges kikísérletezése előtt még nagyon hosszú út áll.
Az együttműködés tehát potenciálisan egy újabb orvostechnikai eszközt eredményezhet az 1-es típusú diabétesz kezelésében. Az együttműködő partnerek egyike így nyilatkozott: „Amikor Minglin először mesélt nekem erről, azt gondoltam, hogy ragyogó. Vannak más eszközök is, mint ez, de ez úgy tűnik, hogy igazán ígéretes. Minimálisan reaktív, védi a szigetsejteket, lehetővé teszi számukra a glükóz érzékelését, nem kötődnek semmihez, és könnyen eltávolítható.”
Fordította: András Kinga
Forrás:
Támogasd a munkánk!
Csatlakozz közösségünkhöz önkéntesként, ha teheted, adománnyal segítsd alapítványunkat, vagy cégeddel vegyél részt egy-egy projektünk megvalósulásában! Nézd meg, mennyi mindent tudunk megvalósítani a támogatásoddal!
