Текущие стратегии лечения СД1 сосредоточены на своевременном введении экзогенного инсулина, что создает значительную нагрузку на пациента, а также на систему здравоохранения. Клеточная терапия направлена на восполнение утраченной поджелудочной железы ?-клетки навсегда, устраняя необходимость замены инсулина. Хотя заместительная клеточная терапия рассматривается как привлекательный вариант лечения СД1, ее клинический успех ограничен иммунными реакциями на инородное тело.
«Судьба клеточной терапии схожа с судьбой трансплантации органов, которая представляет собой отторжение трансплантата», – говорит автор-корреспондент исследования Сёдзи Такеучи. «Один из способов смягчить эту проблему – инкапсулировать клетки поджелудочной железы в гидрогели, хотя это не защищает трансплантат от реакций на инородное тело. Мы хотели изучить, как мы можем оптимизировать гидрогели, чтобы обеспечить долгосрочную иммунозащиту для трансплантированных клеток."
Исследователи выдвинули гипотезу, что диаметр волокон гидрогеля решающим образом определяет, снижает ли трансплантат клетки реакцию на инородное тело. Имплантируя гидрогели альгината бария (Ba-Alg) с волокнами переменного диаметра нормальным мышам, они показали, что порог, выше которого иммунные реакции были значительно ниже, оказывается на уровне 1.0 мм.
Чтобы выяснить, связано ли биологическое превосходство с биофизическими расходами, исследователи сравнили 1.0-мм- и 0.Волокна гидрогеля Ba-Alg толщиной 35 мм. Мало того, что 1.Волокно толщиной 0 мм легче обрабатывать, чем волокно толщиной 0 мм.Конструкция толщиной 35 мм, основанная на биомеханических измерениях, также позволяла небольшим молекулам, таким как глюкоза, инсулин и кислород, проходить через гидрогелевую мембрану, что необходимо для правильного функционирования клеток, инкапсулированных в гидрогеле.
Но сдержал ли он свое обещание облегчить клеточную терапию СД1??
Чтобы решить эту проблему, исследователи загрузили клетки островков поджелудочной железы крысы в 1.0-мм- и 0.Волокна гидрогеля толщиной 35 мм и тестировали, насколько хорошо эти волокна секретируют инсулин при стимуляции глюкозой. Хотя клетки в 0.Гидрогели толщиной 35 мм показали лучшие результаты, клетки в 1.Волокна диаметром 0 мм функционировали достаточно хорошо, чтобы испытать их на мышах с диабетом на следующем этапе. Здесь исследователи трансплантировали два типа гидрогелей во внутрибрюшинные полости мышей с диабетом и измеряли суточные уровни глюкозы в крови без голодания.
Поразительно, 1.Волокна толщиной 0 мм нормализовали уровень глюкозы в крови мышей с диабетом в течение периода более чем в четыре раза дольше, чем 0.Волокна толщиной 35 мм, предполагающие более длительную жизнь клеток поджелудочной железы, инкапсулированных в более толстые волокна гидрогеля. Кроме того, микроскопический анализ не показал никаких доказательств реакции на инородное тело 1 человека.0 мм толщиной, а 0.Волокна толщиной 35 мм со временем испортились.
"Это поразительные результаты, которые показывают, как инкапсуляция гидрогеля в 1.Волокна толщиной 0 мм обеспечивают долговременную иммунную защиту островков поджелудочной железы, сохраняя при этом их функцию контроля концентрации глюкозы в крови у мышей с диабетом », – говорит Такеучи. "Наши результаты позволяют по-новому взглянуть на лечение сахарного диабета 1 типа на основе клеточной терапии."