Antioksidantni gel ohranja delovanje otočkov po odstranitvi trebušne slinavke

Raziskovalci z univerze Northwestern so razvili nov antioksidativni biomaterial, ki bi lahko v prihodnosti olajšal življenje ljudem, ki trpijo za kroničnim pankreatitisom.

Ključne ugotovitve študije

Članek z naslovom »Fazno spreminjajoča se citratna makromolekula se bori proti oksidativni poškodbi otočkov trebušne slinavke, omogoča presaditev in delovanje otočkov v omentumu« je bil objavljen 7. junija v reviji Science Advances.

Preden kirurgi bolnikom s hudim, bolečim kroničnim pankreatitisom odstranijo trebušno slinavko, najprej odstranijo skupke tkiva, ki proizvaja inzulin, imenovane Langerhansovi otočki, in jih presadijo v žilni sistem jeter. Cilj presaditve je ohraniti bolnikovo sposobnost nadzora ravni glukoze v krvi brez injekcij inzulina.

Žal ta postopek uniči 50–80 % otočkov, tretjina bolnikov pa po operaciji zboli za sladkorno boleznijo. Tri leta po operaciji 70 % bolnikov potrebuje injekcije inzulina, kar spremljajo številni stranski učinki, kot so povečanje telesne teže, hipoglikemija in utrujenost.

Nov pristop k presaditvi

V novi študiji so znanstveniki Langerhansove otočke namesto v jetra presadili v omentum, veliko, ploščato maščobno tkivo, ki obdaja črevesje. Da bi ustvarili ugodnejše mikrookolje za otočke, so raziskovalci uporabili antioksidativni in protivnetni biomaterial, ki se pri telesni temperaturi hitro spremeni iz tekočine v gel.

Rezultati poskusov na živalih

V poskusih na miših in primatih je gel uspešno preprečil oksidativni stres in vnetne reakcije, s čimer je znatno izboljšal preživetje in funkcionalnost presajenih otočkov. To je prvič, da je bil sintetični antioksidativni gel uporabljen za ohranitev funkcionalnosti presajenih otočkov.

»Čeprav se je presaditev otočkov v zadnjih letih izboljšala, dolgoročni rezultati ostajajo nezadovoljivi,« je dejal Guillermo A. Ameer, ki je vodil študijo. »Naš novi sintetični material ustvarja podporno mikrookolje za delovanje otočkov. V testiranjih na živalih se je izkazal za zelo učinkovitega in je obnovil normalno raven sladkorja v krvi.«

Prednosti novega biomateriala

»S tem novim pristopom upamo, da bolniki ne bodo več prisiljeni izbirati med bolečino kroničnega pankreatitisa in zapleti sladkorne bolezni,« je dodala Jacqueline Burke, prva avtorica študije.

Vloga in možnosti

Za bolnike brez trebušne slinavke so lahko stranski učinki, kot je uravnavanje ravni sladkorja v krvi, vseživljenjski izziv. Langerhansovi otočki pomagajo telesu vzdrževati nadzor nad ravnjo sladkorja v krvi. Brez delujočih otočkov morajo ljudje pogosto spremljati raven sladkorja v krvi in si injicirati inzulin.

»Življenje brez delujočih otočkov predstavlja veliko breme za bolnike,« je dejal Burke. »Naučiti se morajo šteti ogljikove hidrate, odmerjati inzulin ob pravem času in nenehno spremljati raven glukoze. To jim vzame veliko časa in duševne energije.«

Težave s trenutno metodo

Žal pa trenutni standard oskrbe otočkov pogosto vodi do slabih izidov. Po operaciji odstranitve trebušne slinavke kirurgi otočke izolirajo in jih presadijo v jetra z infuzijo v portalno veno. Ta postopek ima več pogostih zapletov. Otočki, ki so v neposrednem stiku s krvnim obtokom, se odzovejo vnetno, več kot polovica otočkov odmre, presajeni otočki pa lahko povzročijo nevarne krvne strdke v jetrih. Zaradi teh razlogov zdravniki in raziskovalci iščejo alternativno mesto za presaditev.

Nov pristop z uporabo raztopine citrata

Za zaščito otočkov in izboljšanje rezultatov se je Ameer obrnil na citratno biomaterialno platformo, ki jo je razvil v svojem laboratoriju in ima antioksidativne lastnosti. V celičnih kulturah so tako mišji kot človeški otočki, shranjeni v citratnem gelu, ostali sposobni preživetja veliko dlje kot otočki v drugih raztopinah. Ko so bili izpostavljeni glukozi, so otočki izločali inzulin, kar je kazalo na normalno delovanje.

Integracija v tkiva

Po treh mesecih je telo ponovno absorbiralo od 80 do 90 odstotkov biokompatibilnega gela, do takrat pa ga ni bilo več potrebno. »Neverjetno je bilo, da so otočki regenerirali krvne žile,« je dejal Ameer. »Telo je ustvarilo mrežo novih krvnih žil, ki povezujejo otočke s telesom. To je pomemben preboj, saj krvne žile ohranjajo otočke žive in zdrave.«

Ameer načrtuje, da bo hidrogel v prihodnje daljše obdobje testiral na živalskih modelih. Opozoril je tudi, da bi se novi hidrogel lahko uporabljal za različne terapije nadomeščanja celic, vključno s terapijo z matičnimi celicami za sladkorno bolezen.