WTOREK, 5 marca 2013 r. (HealthDay News) - Nowy bioinżynieryjny, miniaturowy organ nazwany BioHub może pewnego dnia zaoferować ludziom z cukrzycą typu 1 wolność od ich choroby.
W końcowych etapach BioHub naśladowałby trzustkę i działałby jako dom dla przeszczepionych komórek wysp trzustkowych, dostarczając im tlen, dopóki nie mogliby ustanowić własnego zaopatrzenia w krew. Komórki wysepek zawierają komórki beta, które są komórkami wytwarzającymi hormon insuliny. Insulina pomaga organizmowi metabolizować węglowodany znajdujące się w pożywieniu, dzięki czemu może być wykorzystana jako paliwo dla komórek organizmu.
BioHub również zapewnia tłumienie układu odpornościowego, który byłby ograniczony do obszaru wokół komórek wyspowych, lub jest to możliwe każda komórka wyspowa może być zamknięta w kapsułkach, aby chronić ją przed atakiem autoimmunologicznym powodującym cukrzycę typu 1.
Pierwszym krokiem jest załadowanie komórek wysp trzustkowych do BioHub i przeszczepienie go w obszar brzucha zwany siecią. Oczekuje się, że badania te rozpoczną się w ciągu najbliższego roku lub półtora roku - powiedział dr Luca Inverardi, zastępca dyrektora ds. Badań translacyjnych w Diabetes Research Institute na Uniwersytecie w Miami, gdzie rozwijany jest BioHub.
Dr. Camillo Ricordi, dyrektor instytutu, powiedział, że projekt jest bardzo ekscytujący. "Zbieramy wszystkie elementy układanki, aby zastąpić trzustkę" - powiedział. "
" Na początku musimy przejść etapy i klinicznie przetestować komponenty BioHubu "- powiedział. "Pierwszym krokiem jest przetestowanie zestawu rusztowań, który będzie działał jak zwykły przeszczep komórek wysp trzustkowych."
Instytut Diabetologiczny z powodzeniem leczy cukrzycę typu 1 z przeszczepami komórek wysp trzustkowych do wątroby.
W cukrzycy typu 1, Choroba autoimmunologiczna, system odpornościowy ciała błędnie atakuje i niszczy komórki beta zawarte w komórkach wysp trzustkowych. Oznacza to, że osoba z cukrzycą typu 1 nie może już wytwarzać insuliny potrzebnej do uzyskania cukru (glukozy) w komórkach organizmu, dlatego musi zastąpić utraconą insulinę. Można to zrobić tylko poprzez wielokrotne codzienne wstrzyknięcia lub za pomocą pompy insulinowej przez małą rurkę wprowadzoną pod skórę i zmieniającą się co kilka dni.
Chociaż przeszczep komórek wysp trzustkowych jest bardzo skuteczny w leczeniu cukrzycy typu 1, podstawowym stanem autoimmunologicznym jest wciąż tam. Ponieważ przeszczepione komórki pochodzą od dawców będących ofiarami zwłok, osoby, które przeszczepiły komórki wyspowe, muszą przyjąć leki hamujące odporność, aby zapobiec odrzuceniu nowych komórek. Stwarza to ludzi narażonych na ryzyko powikłań związanych z lekiem, a z czasem układ odpornościowy niszczy nowe komórki wyspowe.
Z powodu tych problemów przeszczep komórek wysp trzustkowych jest zwykle zarezerwowany dla osób, których cukrzyca jest bardzo trudna do kontrolowania lub którzy nie mają już świadomości potencjalnie niebezpiecznego niskiego poziomu cukru we krwi.
Julia Greenstein, wiceprezeska Cure Therapies dla JDRF (dawniej Juvenile Diabetes Research Institute), powiedziała, że ryzyko przeszczepiania komórek wysp trzustkowych przewyższa obecnie korzyści dla zdrowia ludzie z cukrzycą typu 1.
Tutaj wkracza BioHub.
"BioHub jest jak gniazdo, w którym komórki wyspowe będą siedzieć i być chronione i zadbane," powiedział Inverardi. "Jest to przezroczysta, płaska struktura wielkości kwadratu, w kształcie, w którym można umieścić komórki wysepek, i jest porowata, aby umożliwić [wysepkom rozwinięcie nowego zaopatrzenia w krew]."
Urządzenie zostało wykonane związku silikonowego, który jest już stosowany w innych schorzeniach. "BioHub jest … jak otwarta rama, z około 95% powietrza, dzięki czemu wysepki nie zlepiają się" - powiedział Ricordi, który dodał, że prawdopodobnie będzie to oznaczało konieczność zmniejszenia liczby komórek wyspowych. I, jak powiedział, projekt pozwala badaczom dodawać nowe komponenty w miarę ich opracowywania i zatwierdzania.
W przyszłości BioHub może znajdować się w jeszcze bardziej naturalnym pojemniku, takim jak związana żyła, która tworzy woreczek do przechowywania komórek wyspowych, powiedział Ricordi. Zaletą żyły jest to, że dopływ krwi już tam jest.
Początkowo naukowcy wszczepią BioHub do worka omentalnego, obszaru w wyściółce jamy brzusznej łączącej żołądek z innymi narządami jamy brzusznej. Kiedy już tam będzie, BioHub wyczuje zmianę poziomu cukru we krwi i uwolni insulinę w razie potrzeby.
Inverardi powiedział, że jedną z największych zalet BioHubu jest to, że naukowcy z łatwością będą mogli znaleźć najlepsze miejsce do przeszczepiania komórek wysepek, ponieważ jeśli strona nie działa dobrze, urządzenie można łatwo odzyskać.
Inverardi i Ricordi oczekują, że faza ta pójdzie dobrze i oczekują, że BioHub z przeszczepionymi wysepkami zacznie wytwarzać insulinę.
W końcu badacze mam nadzieję rozwinąć i przetestować tłumienie odporności, które występuje tylko w obszarze komórek wyspowych, zamiast wpływać na całe ciało. Jednym z możliwych sposobów, aby to osiągnąć, powiedział Inverardi, jest kapsułkowanie komórek wysp trzustkowych w materiale, który pozwala komórkom oddychać i wymieniać insulinę, ale odstrasza każdy atak immunologiczny. W tym momencie nie ma zaplanowanego harmonogramu dla badań klinicznych tej części BioHubu.
Naukowcy mają nadzieję znaleźć alternatywne źródła dla komórek wysp trzustkowych, które będą używane w BioHubie. Możliwe kierunki badań obejmują życie, pokrewnych dawców; komórki wysepek od świń; i wysepki wytwarzane przez komórki macierzyste.
"Jesteśmy podekscytowani tymi badaniami," powiedział Greenstein. "Jest to krok przyrostowy, który wskazuje na postęp, ale dopóki nie pozbędziemy się potrzeby chronicznej immunosupresji, stosowanie jest ograniczone do osób z ciężką [niską zawartością cukru we krwi] nieświadomością."
