У большинства людей островковые клетки поджелудочной железы вырабатывают инсулин, необходимый для поддержания надлежащего уровня сахара в крови. К сожалению, иммунная система людей с диабетом 1 типа разрушает эти клетки, поэтому инсулин приходится вводить в кровоток вручную.
Создан аппарат для лечения диабета без игл
Ежедневные инъекции инсулина болезненны и неудобны, поэтому ученые разрабатывают имплантаты, которые лечат диабет без использования игл. Новый выглядит особенно многообещающе, поскольку он производит кислород для питания островковых клеток.
Felice Frankel
Одной из альтернатив этим инъекциям является имплантация островковых клеток, полученных либо от трупа, либо из стволовых клеток. Хотя во многих случаях это действительно работает, пациентам приходится принимать иммунодепрессанты всю оставшуюся жизнь, чтобы предотвратить отторжение этих клеток.
Ученые попытались инкапсулировать островковые клетки в крошечные гибкие имплантаты, которые защищают клетки от иммунной системы хозяина, но при этом позволяют инсулину, вырабатываемому этими клетками, диффундировать в кровоток. Однако эти имплантаты также предотвращают попадание жизненно важного кислорода в клетки, а это означает, что эти клетки не будут существовать долго.
В некоторых имплантатах этот недостаток устранен за счет включения либо предварительно загруженной кислородной камеры, либо химических реагентов, производящих кислород. Однако со временем и кислород, и реагенты заканчиваются, поэтому имплантаты придется заменять или заправлять заново.
На снимке погруженный в воду имплантат генерирует пузырьки кислорода (внизу) и водорода (вверху)
В поисках долгосрочной альтернативы команда из Массачусетского технологического института и Бостонской детской больницы недавно разработала новое устройство.
Оно наполнено сотнями тысяч островковых клеток, а также протонообменной мембраной, которая расщепляет водяной пар (который естественным образом присутствует в организме) на водород и кислород. Водород безвредно диффундирует, а кислород поступает в камеру хранения имплантата. Тонкая проницаемая мембрана в этой камере позволяет кислороду проходить в камеру, содержащую островковые клетки.
Для запуска процесса расщепления водяного пара требуется небольшое напряжение, которое можно передать по беспроводной сети от внешней магнитной катушки к антенне в имплантате. Катушку можно прикрепить к коже пациента рядом с местом имплантации.
В ходе испытаний, проведенных на мышах с диабетом, одной группе грызунов имплантировали полностью генерирующую кислород версию устройства, а другая группа получила неоксигенированную версию, которая просто содержала островковые клетки. Хотя обе группы изначально преуспели, в группе, не получавшей кислород, примерно через две недели развилась гипергликемия.
Теперь планы предусматривают проведение испытаний на более крупных животных, а затем клинические испытания на людях. Есть надежда, что эту технологию можно будет использовать и для производства других типов терапевтических белков для лечения других заболеваний. Фактически, устройство уже использовалось для поддержки клеток, вырабатывающих эритропоэтин — белок, стимулирующий выработку эритроцитов.