Naujas požiūris gali sumažinti diabeto komplikacijas

Naujas požiūris gali sumažinti diabeto komplikacijas

Gyvensena mityba, dietos, judėjimas

Šiaurės Vakarų universiteto mokslininkai sukūrė naują antioksidacinę biomedžiagą, kuri kada nors galėtų suteikti labai reikalingą pagalbą žmonėms, sergantiems lėtiniu pankreatitu.

Straipsnis „Fazę keičianti citrato makromolekulė kovoja su oksidaciniu kasos salelių pažeidimu, įgalina salelių įsisavinimą ir funkcionavimą omentumoje“ buvo paskelbtas birželio 7 d. Mokslo pažanga.

Prieš pašalindami kasą pacientams, sergantiems sunkiu, skausmingu lėtiniu pankreatitu, jie pirmiausia surenka insuliną gaminančias audinių sankaupas, vadinamas salelėmis, ir persodina jas į kepenų kraujagysles. Transplantacijos tikslas – išsaugoti paciento gebėjimą kontroliuoti gliukozės kiekį kraujyje be insulino injekcijų.

Deja, procesas netyčia sunaikina 50–80% salelių, o trečdalis pacientų po operacijos suserga diabetu. Praėjus trejiems metams po operacijos, 70% pacientų prireikia insulino injekcijų, kurias lydi šalutinių poveikių sąrašas, įskaitant svorio padidėjimą, hipoglikemiją ir nuovargį.

Naujajame tyrime mokslininkai persodino salas iš kasos į omentumą – didelį, plokščią riebalinį audinį, dengiantį žarnyną, o ne kepenis. Ir norėdami sukurti sveikesnę salelių mikroaplinką, tyrėjai saleles prilipdė prie omentumo su natūralia antioksidacine ir priešuždegimine biomedžiaga, kuri, veikiama kūno temperatūros, greitai virsta iš skysčio į gelį.

Atliekant tyrimus su pelėmis ir nežmoginiais primatais, gelis sėkmingai užkirto kelią oksidaciniam stresui ir uždegiminėms reakcijoms, žymiai pagerindamas persodintų salelių išgyvenamumą ir išsaugojimą. Tai pirmas kartas, kai sintetinis antioksidacinis gelis buvo naudojamas persodintų salelių funkcijai išsaugoti.

„Nors salelių transplantacija bėgant metams pagerėjo, ilgalaikiai rezultatai išlieka prasti“, – sakė tyrimui vadovavęs Guillermo A. Ameeras iš Northwestern.

„Akivaizdu, kad reikia alternatyvių sprendimų. Sukūrėme pažangiausią sintetinę medžiagą, kuri sudaro palankią mikroaplinką salelių funkcijai. Bandymai su gyvūnais mums buvo sėkmingi. Ji išlaikė maksimalią salelių funkciją ir atkūrė normalų cukraus kiekį kraujyje. taip pat praneša apie gyvūnams reikalingo insulino vienetų sumažėjimą.

„Taikant šį naują požiūrį, tikimės, kad pacientams nebereikės rinktis, ar gyventi su fiziniu lėtinio pankreatito skausmu ar diabeto komplikacijomis“, – pridūrė Jacqueline Burke, Northwestern biomedicinos inžinerijos profesorė ir pirmoji šio straipsnio autorė. .

Regeneracinės inžinerijos ekspertas Ameer yra Daniel Hale Williams biomedicinos inžinerijos profesorius Northwestern McCormick inžinerijos mokykloje, Šiaurės vakarų universiteto Feinbergo medicinos mokyklos chirurgijos profesorius ir Pažangios regeneracinės inžinerijos centro įkūrėjas.

Antioksidacinis gelis išsaugo salelių funkciją pašalinus kasą

„Pažeista gyvenimo kokybė“

Pacientams, gyvenantiems be kasos, šalutinis poveikis, pavyzdžiui, cukraus kiekio kraujyje valdymas, gali būti kova visą gyvenimą. Išskirdamos insuliną reaguodamos į gliukozę, salelės padeda organizmui palaikyti glikemijos kontrolę. Neveikiančių salelių žmonės turi atidžiai stebėti cukraus kiekį kraujyje ir dažnai švirkšti insuliną.

„Gyvenimas be funkcinių salelių sukelia didelę naštą pacientams“, – sakė Burke. „Jie turi išmokti skaičiuoti angliavandenius, tinkamu laiku dozuoti insuliną ir nuolat stebėti gliukozės kiekį kraujyje. Tai sunaudoja daug laiko ir protinės energijos.

„Net ir labai atsargiai, egzogeninė insulino terapija nėra tokia efektyvi kaip salelės, padedančios palaikyti gliukozės kontrolę. Pacientams, kurių gliukozės kiekis kraujyje yra už intervalo ribų, išsivystys komplikacijos, tokios kaip aklumas ir amputacija. Mūsų tikslas yra, kad ši biomedžiaga išsaugotų salas, kad pacientai galėtų gyventi įprastą gyvenimą – gyvenimą be diabeto.

„Tai pablogėjusi gyvenimo kokybė”, – sakė Ameer. „Vietoj kelių insulino injekcijų norėtume surinkti ir išsaugoti kuo daugiau salelių.

Tačiau, deja, dabartinis salelių išsaugojimo priežiūros standartas dažnai lemia prastus rezultatus. Po kasos pašalinimo operacijos chirurgai iš kasos izoliuoja saleles ir per vartų veną persodina jas į kepenis.

Ši intraportalinė perfuzijos procedūra turi keletą įprastų komplikacijų. Salelės, kurios tiesiogiai liečiasi su kraujotaka, patiria uždegiminį atsaką, daugiau nei pusė salelių miršta, o persodintos salelės gali sukelti pavojingų krešulių kepenyse. Dėl šių priežasčių gydytojai ir mokslininkai ieško alternatyvios transplantacijos vietos.

Ankstesniuose klinikiniuose tyrimuose mokslininkai persodino saleles į omentumą, o ne į kepenis, kad būtų išvengta krešėjimo problemų. Kad apsaugotų saleles ant omentumo, gydytojai naudojo plazmą iš pačių pacientų kraujo, kad sudarytų biologinį gelį. Nors omentum, kaip transplantacijos vieta, veikė geriau nei kepenys, išliko keletas problemų, įskaitant krešulius ir uždegimą.

„Tyrimų ir medicinos bendruomenės labai domėjosi, kad būtų galima rasti alternatyvią salelių transplantacijos vietą“, – sakė Ameer. „Omentum tyrimo rezultatai buvo džiuginantys, tačiau rezultatai buvo įvairūs. Manome, kad taip yra todėl, kad pacientų kraujo ir papildomų komponentų, reikalingų biologiniam geliui sukurti, naudojimas gali turėti įtakos pacientų atkuriamumui.”

Citrato tirpalas

Siekdamas apsaugoti salas ir pagerinti rezultatus, Ameer kreipėsi į citratų pagrindu pagamintų biomedžiagų platformą, kuriai būdingos antioksidacinės savybės, sukurtos jo laboratorijoje. Naudojamos JAV maisto ir vaistų administracijos patvirtintuose gaminiuose, skirtuose raumenų ir kaulų sistemos operacijoms, citrato pagrindu pagamintos biomedžiagos įrodė gebėjimą kontroliuoti organizmo uždegimines reakcijas. Ameer nusprendė ištirti, ar šių biomedžiagų versija, pasižyminti biologiškai skaidomomis ir į temperatūrą reaguojančiomis fazes keičiančiomis savybėmis, būtų geresnė alternatyva iš kraujo gaunamam biologiniam geliui.

Antioksidacinis gelis išsaugo salelių funkciją pašalinus kasą

Ląstelių kultūrose tiek pelės, tiek žmogaus salelės, laikomos citrato pagrindu pagamintame gelyje, išlaikė gyvybingumą daug ilgiau nei salelės kituose tirpaluose. Veikdamos gliukozei salelės išskirdavo insuliną, demonstruodamos normalų funkcionavimą. Peržengdama ne tik ląstelių kultūras, Ameer komanda išbandė gelį mažų ir didelių gyvūnų modeliuose. Skysta kambario temperatūroje, medžiaga kūno temperatūroje virsta geliu, todėl ją lengva tepti ir lengvai išsilaiko.

Atliekant tyrimus su gyvūnais, gelis veiksmingai pritvirtino saleles ant gyvūnų omentumo. Palyginti su dabartiniais metodais, išgyveno daugiau salelių, o laikui bėgant gyvūnai atkūrė normalų gliukozės kiekį kraujyje. Pasak Ameer, sėkmę iš dalies lėmė naujos medžiagos biologinis suderinamumas ir antioksidacinis pobūdis.

„Salelės yra labai jautrios deguoniui”, – sakė Ameer. „Jiems įtakos turi ir per mažas deguonies kiekis, ir per didelis deguonies kiekis. Įgimtos medžiagos antioksidacinės savybės apsaugo ląsteles. Jūsų paties kraujo plazma nesuteikia tokio pat apsaugos lygio.”

Integracija į audinius

Maždaug po trijų mėnesių organizmas rezorbavo 80-90% biologiškai suderinamo gelio. Tačiau tuo metu to nebereikėjo.

„Įdomu buvo tai, kad salelės atkūrė kraujagysles“, – sakė Ameer. „Kūnas sukūrė naujų kraujagyslių tinklą, kad vėl sujungtų salas su kūnu. Tai didelis laimėjimas, nes kraujagyslės palaiko saleles gyvas ir sveikas. Tuo tarpu mūsų gelis tiesiog rezorbuojasi į aplinkinius audinius, todėl lieka mažai įrodymų. “.

Toliau Ameer siekia išbandyti savo hidrogelį gyvūnų modeliuose ilgesnį laiką. Jis teigė, kad naujasis hidrogelis taip pat gali būti naudojamas įvairioms ląstelių pakaitinėms terapijoms, įskaitant iš kamieninių ląstelių gautas beta ląsteles, skirtas diabetui gydyti.