Cukrzyca typu 1 dotyka około 40 milionów ludzi na świecie. Jest to choroba autoimmunologiczna, w przebiegu której tzw. autoprzeciwciała, produkowane przez układ immunologiczny, niszczą komórki β (komórki beta) trzustki, odpowiedzialne za produkcję insuliny. Insulina to hormon odgrywający podstawową rolę w metabolizmie węglowodanów, ale także białek i tłuszczów. W efekcie zniszczenia komórek beta chorzy cierpią na niedostatek insuliny w organizmie.
To może być rewolucja dla pacjentów
Nowo opracowane urządzenie o nazwie ceMED to nadzieja dla chorych na cukrzycę typu 1. Wszczepiona podskórnie biosztuczna trzustka chroni komórki produkujące insulinę przed atakiem ze strony układu odpornościowego, zapewniając im jednocześnie ciągły dopływ składników odżywczych i tlenu. W efekcie komórki żyją dłużej i lepiej wypełniają swoje zadanie, polegające na wydzielaniu insuliny zgodnie z zapotrzebowaniem organizmu.
- Jesteśmy coraz bliżej posiadania nieograniczonego źródła komórek podobnych do komórek β, które są w stanie reagować na glukozę poprzez wydzielanie insuliny. Wyzwaniem jest wprowadzenie tych komórek do organizmu w sposób minimalnie inwazyjny - mówi jeden z naukowców pracujących przy tym projekcie, dr Jeff Karp. Nowe urządzenie (ceMED) zapewnia dłuższą przeżywalność wszczepionych komórek, ponieważ zwiększa ilość docierających do nich składników odżywczych i tlenu, a to oznacza, że poprawia się zdolność tych komórek do wydzielania insuliny.
W starszych urządzeniu tylko pewna ilość komórek miała pod dostatkiem składników odżywczych, które przedostawały się do środka dzięki przenikaniu przez błonę urządzenia (wykorzystywano przy tym zjawisko dyfuzji). Natomiast ceMED został tak zaprojektowany, aby składniki odżywcze przepływały bez przerwy do zamkniętych w środku komórek, umożliwiając wzrost i przeżycie wielu ich warstw.
- Prototyp ma dwie komory: komorę równowagi, która zbiera składniki odżywcze z otoczenia oraz komorę komórkową, w której znajdują się chronione komórki. Komora równowagi jest zamknięta w półprzepuszczalnej błonie z porami, które pozwalają płynom przenikać do środka. Dodatkowa błona wewnętrzna, otaczająca komorę komórkową, umożliwia transport składników odżywczych, chroniąc jednocześnie komórki przed przeciwciałami - wyjaśniają naukowcy. Jednocześnie specyficzne właściwości błony umożliwiają przenikanie glukozy do środka, a insuliny na zewnątrz, gdzie jest wykorzystywana przez organizm.
W porównaniu z konwencjonalnymi pompami insulinowymi urządzenie ceMED ma wiele zalet. Umożliwia komórkom wydzielanie insuliny "na żądanie" i szybkie zaprzestanie produkcji tego hormonu wraz ze spadkiem poziomu glukozy we krwi. - Ma potencjał, aby być autonomicznym systemem, który nie wymaga ciągłego uzupełniania i wymiany wkładów z insuliną - mówi dr Kisuk Yang, główny autor pracy.
Urządzenie powstało dzięki współpracy naukowców z Brigham and Women's Hospital, Harvard University oraz University of Massachusetts Medical School. Artykuł na ten temat ukazał się w czasopiśmie PNAS.
Źródła: MedicalXpress.com, Proceedings of the National Academy of Sciences
