Un dispozitiv nou ar putea imbunatati tratamentul diabetului de tip 1

O echipă de cercetare a construit un dispozitiv de macroîncapsulare (MED) - compartimente concepute pentru a găzdui și proteja celulele care secretă insulină - cu convecție îmbunătățită care poate răspunde rapid la nivelurile de zahăr din sânge.

Mai mult de 40 de milioane de oameni din întreaga lume sunt afectați de diabetul zaharat de tip 1, o boală autoimună a cărei cauză nu se cunoaște precis și în care celulele β producătoare de insulină din pancreas sunt distruse de sistemul imunitar. 

În prezent, există câteva metode noi și emergente de tratament pentru diabetul de tip 1, inclusiv dispozitive de macroîncapsulare (MED), adică un fel de compartimente menite să adăpostească și să protejeze celulele secretoare de insulină. MED-urile protejează celulele de atacurile din partea sistemului imunitar al gazdei, permițând în același timp nutrienții să intre și să iasă, astfel încât celulele să poată continua să supraviețuiască. 

Însă acest dispozitive au mai multe limitări și extinderea lor pentru utilizare la oameni a fost o provocare. O echipă de cercetători de la Brigham and Women's Hospital din Boston, în colaborare cu colegii de la Universitatea Harvard și Universitatea din Massachusetts, a proiectat un MED cu convecție îmbunătățită (ceMED).

Acesta poate „scălda” continuu celulele în nutrienții de care au nevoie și poate îmbunătăți capacitatea de încărcare a celulelor, sporind în același timp supraviețuirea acestora, sensibilitatea la glucoză și secreția de insulină în timp util. În modelele preclinice, ceMED a răspuns rapid la nivelurile de zahăr din sânge în termen de două zile de la implantare. 

Rezultatele studiului¹ efectuat de savanți au fost publicate în jurnalul Proceedings of the National Academy of Sciences.

ceMED, un dispozitiv în sprijinul pacienților cu diabet de tip 1

Potrivit autorilor cercetării, datorită progreselor recente, lumea științifică este din ce în ce mai aproape de a avea o sursă nelimitată de celule asemănătoare β care pot răspunde la glucoză secretând insulină. Însă următoarea provocare este introducerea acestor celule în organism într-un mod care să fie minim invaziv și să funcționeze pe termen lung la capacitate maximă.

Dispozitivul ceMED a demonstrat o viabilitate celulară îmbunătățită și o întârziere minimă după transplant, ceea ce este o dovadă preclinică puternică a conceptului pentru acest sistem.

MED-urile existente în prezent sunt dependente de difuzare: nutrienții se difuzează prin membrana exterioară a dispozitivului și doar un număr de celule pot primi nutrienți și oxigen și, la rândul lor, secretă insulina. CeMED a fost conceput pentru a furniza nutrienți convectivi printr-un flux continuu de fluid către celulele încapsulate, permițând mai multor straturi de celule să crească și să supraviețuiască. 

Prototipul realizat de echipă are două camere - o cameră de echilibru care colectează nutrienți din împrejurimi și o cameră celulară care adăpostește celulele protejate. Camera de echilibru este închisă în politetrafluoretilenă - o membrană semi-permeabilă cu pori care permit intrarea fluidelor. O membrană interioară suplimentară care înconjoară camera celulară permite selectiv transportul nutrienților și protejează împotriva răspunsurilor imune. 

Lichidele perfuzate curg printr-o fibră goală poroasă ajungând la camera celulară la o concentrație similară de nutrienți ca și țesutul din jurul implantului. Fibra goală permite insulinei și glucozei să treacă liber, dar nu permite accesul moleculelor imune cheie care ar putea ataca celulele încapsulate.

Aplicarea „insulițelor” derivate din celule stem pentru a trata diabetul de tip 1 a ajuns acum în punctul de a găsi o metodă de a proteja celulele de respingerea imunității și de a maximiza supraviețuirea și funcționarea acestora după transplant, afirmă cercetătorii. Astfel, macroîncapsularea îmbunătățită prin convecție poate fi o abordare viabilă pentru a atinge toate aceste obiective.

Dispozitivul oferă multe avantaje față de pompele convenționale de insulină și permite celulelor să secrete insulină la cerere și să oprească rapid secretarea de insulină pe măsură ce nivelurile de glucoză din sânge scad. În modelele de rozătoare cu diabet de tip 1, ceMED a îmbunătățit supraviețuirea și secrețiile de insulină ale celulelor și a început să scadă nivelul de glucoză din sânge încă din a doua zi după transplant.

Practic, dispozitivul ceMED are potențialul de a fi un sistem autonom care nu ar necesita reumplerea și înlocuirea constantă a cartuşelor de insulină, spun cercetătorii. Datorită capacității de reacție, acest dispozitiv și noua abordare îmbunătățită ar putea fi deosebit de utile pentru diabeticii a căror boală duce la fluctuații imprevizibile ale nivelului de zahăr din sânge.

În continuare, mai sunt de făcut pași pentru a aduce dispozitivul în clinici, pentru a crește capacitatea de încărcare a celulelor și pentru a optimiza sistemul pentru uz uman. Rezultate studiului de față evidențiază avantajele semnificative ale ceMED față de dispozitivele deja existente pe bază de difuzie, inclusiv supraviețuirea celulară îmbunătățită, încapsularea fibroasă redusă care poate compromite funcționalitatea în timp și rate mai rapide de pornire și oprire pentru secreția de insulină.

Concluzia oamenilor de știință este că această abordare are potențialul de a spori succesul terapiilor de înlocuire a celulelor β pentru a ajuta mulți pacienți cu diabet de tip 1 și familiile lor să gestioneze cu mai mare ușurință această boală complicată.

La ce alte potențiale tratamente pentru diabetul de tip 1 se mai lucrează?

Transplantul de pancreas și transplantul de celule insulare sunt alte două potențiale tratamente pentru diabetul de tip 1

Cu un transplant de pancreas reușit, pacientul nu ar mai avea nevoie de insulină, însă aceste transplanturi nu decurg bine mereu, iar procedura prezintă riscuri serioase. Deoarece aceste riscuri pot fi mai periculoase decât boala în sine, transplanturile de pancreas sunt în general rezervate pacienților cu diabet foarte greu de gestionat sau persoanelor care au nevoie și de un transplant de rinichi.

În ceea ce privește transplantul de celule insulare, oamenii de știință experimentează cu acest tip de transplant, care furnizează noi celule producătoare de insulină dintr-un pancreas donator. Deși această procedură experimentală a întâmpinat unele dificultăți în trecut, noi tehnici și medicamente mai bune pentru a preveni respingerea celulelor insulare pot îmbunătăți șansele viitoare de a deveni un tratament de succes.

Deocamdată, terapia cu insulină este tratamentul de bază pentru pacienții cu diabet de tip 1, dar aceștia pot primi și medicamente suplimentare precum cele pentru hipertensiune, cele care scad colesterolul sau aspirina. În funcție de tipul de terapie cu insulină de care are nevoie fiecare pacient, poate fi necesar ca acesta să își verifice și să își înregistreze nivelul zahărului din sânge de cel puțin patru ori pe zi.

 

Sursă foto: Shutterstock
Bibliografie:
PNAS - A therapeutic convection-enhanced macroencapsulation device for enhancing β cell viability and insulin secretion
https://www.pnas.org/content/118/37/e2101258118
1. Studiul „A therapeutic convection–enhanced macroencapsulation device for enhancing β cell viability and insulin secretion”, apărut în Proceedings of the National Academy of Sciences (2021). DOI: 10.1073/pnas.2101258118, autori: Kisuk Yang et al.
Mayo Clinic - Type 1 diabetes
https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/type-1-diabetes/diagnosis-treatment/drc-20353017


Te-ar mai putea interesa și...


 

 

 

Pentru a comenta este nevoie de
Comentarii 0