Капсулы из водорослей помогут людям с диабетом 1 типа

30.12.2015, 04:30 Медицина

Диабет является одним из ведущих причин смерти. У пациентов с сахарным диабетом 1 типа инсулин секретирующие клетки разрушаются иммунной системы, что требует ежедневных инъекций инсулина.

Трансплантация островков поджелудочной железы является эффективным методом лечения, который может значительно снизить суточные дозы или даже устранить зависимость от внешнего инсулина. Продуцирующие инсулин клетки инъецируют в печень реципиента. После периода адаптации они начинают производить достаточное гормона, необходимое для больных сахарным диабетом.

Тем не менее, в то время как сама процедура трансплантации была значительно улучшена в последние годы, сбор, сохранение и транспортировка этих клеток являются очень сложными. Ученые Okinawa Institute of Technology and Science Graduate University в сотрудничестве с экспертами Университета Вашингтона и Университета города Ухань предлагают решение для некоторых из этих проблем.

Криоконсервация, или глубокая заморозка, является метод, который широко используется для сохранения и транспортировки островков. Но он не совсем безопасен. Многопрофильная команда под руководством Amy Shen разработала новый метод криоконсервации, способный не только защитить панкреатические островки от повреждений льдом, но и облегчить проведение оценок клеток на жизнеспособность в режиме реального времени. Кроме того, этот метод поможет уменьшить отторжение трансплантата и, в свою очередь, снизить использование иммунодепрессантов, которые могут быть вредны для здоровья пациента.

Новая техника использует микрожидкостное устройство для инкапсуляции островков поджелудочной железы в гидрогель из альгината, природного полимера, извлеченного из морских водорослей. Эти капсулы имеют уникальную микроструктуру: пористую сеть и значительное количество незамерзающей воды. Гидрогелевые капсулы с большим количеством незамерзающей связанной воды защищают клетки от повреждения льдом и уменьшить потребность в криопротекторах — специальных веществ, которые минимизируют или предотвращают повреждение при замораживании и могут быть токсичными в высоких концентрациях.

Еще одно новшество, предложенное группой Shen, является использование люминесцентных, чувствительных к кислороду красителей в гидрогелевых капсулах. Пористая структура капсул не мешает притоку кислорода к клеткам. И этот краситель действует в режиме реального времени одним, являясь кислородным датчиком. Флуоресценция показывает, как клетки потребляют кислород, и, следовательно, насколько они живы и здоровы. Это простой, эффективный по времени, и дешевый способ оценки жизнеспособности, как отдельных островков, так и их популяций.

Островкая инкапсуляции снижает риск отторжения пересаженных клеток со стороны получателя. Гидрогель капсулы позволяют маленьким молекулам, например питательным веществам легко проходить через мембрану, но предотвращают непосредственный контакт между имплантированными островками и клетками организма. Новый метод микрокапсулирования, как отметили авторы, поможет преодолеть некоторые основные проблемы в области трансплантации панкреатических островков, и это дает надежду пациентам, страдающим от диабета типа 1, вернуться к «нормальной» жизни, свободной от инъекций инсулина.