Новые импланты β-клеток не требуют иммуносупрессии

Диабет 1 типа развивается вследствие разрушения β-клеток поджелудочной железы и приводит к хронической гипергликемии. Для контроля уровня инсулина учеными была предложена трансплантация β-клеток в область печени. Однако при такой терапии пациент вынужден пожизненно принимать иммуносупрессоры, что препятствует распространению методики. К тому же желанным сайтом имплантации является подкожное пространство, которое из-за слабой васкуляризации плохо поддерживает жизнедеятельность клеток. Коллектив ученых из Канады и США представили новое решение этой проблемы.

Авторы предлагают за 4–6 недель до трансплантации β-клеток имплантировать человеку подкожно нейлоновый катетер. За это время пространство вокруг катетера «обрастет» кровеносными сосудами. После удаления катетера в теле человека остается так называемый васкуляризированный карман, в который затем можно помещать трансплантат. Трансплантат представляет из себя полимерную закрученную нить, покрытую пористым слоем из полиметилметакрилата и хлорида кальция. Хлорид кальция необходим для лучшего связывания альгината, который заполняет поры и формирует основную массу трансплантата, содержащую β-клетки. Альгинатный матрикс защищает клетки от воздействия иммунной системы пациента, но при этом свободно пропускает глюкозу и инсулин. Технология получила название SHEATH (subcutaneous host-enabled alginate thread).

В опытах на мышах уровень глюкозы был взят под контроль без развития иммунных реакций. После имплантации гидрогелевой нити сохранялся нормальный поток инсулина, хоть он и был меньше, чем у нитей с неинкапсулированными клетками. Плотность сосудов и уровень кислорода в области кармана были увеличены, что говорит о нормальном газообмене в β-клетках. Гистологический анализ трансплантатов мышей не показал отклонений от нормы. Однако авторы подчеркивают, что осложнения, связанные с процессом установки нити (фиброз, спайки) или гибелью клеток и истощением нити, нельзя полностью исключать.

Также ученые проверили иммунологические возможности гидрогелевой нити. Для этого они взяли островковые клетки крысы и поместили их в матрикс нити, которую затем трансплантировали мышам. В результате у мышей успешно корректировался уровень инсулина и глюкозы в крови. У некоторых животных эффект сохранялся более 190 суток. Примечательно, что нить можно плавно извлечь из кармана без особого вреда. В модели человек-мышь использовали островковые клетки человека для имплантации мышам. Снижение уровня глюкозы в крови наблюдалось в течение 20 дней, затем нить лишь частично выполняла свою функцию. Авторы предположили, что это связано с гибелью клеток. Так и оказалось — на гистологических препаратах были обнаружены некротизированные островки.

В конце ученые описали методику введения нейлонового катетера, имплантации опытной нити, ее удаления и замены под кожей на животе карликовых свиней. Процедуры были признаны минимально инвазивными и технически осуществимыми.

Несмотря на многообещающие результаты, метод необходимо протестировать на крупных животных, прежде чем переходить к людям. Также авторы пишут о разработке новых подходов для увеличения жизнеспособности клеток и более длительного функционирования устройства.

Имплант с β-клетками улучшает контроль уровня сахара при диабете 1 типа