Antioksidantni gel ohranja funkcijo otočkov po odstranitvi trebušne slinavke

Raziskovalci z univerze Northwestern so razvili nov antioksidantni biomaterial, ki bi lahko ljudem s kroničnim pankreatitisom v prihodnosti bistveno olajšal življenje.

Glavni zaključki študije

Članek »Phase-changing citrate macromolecule combats oxidative pancreatic islet damage, enables islet graftation and function in the omentum« je bil objavljen 7. Junija v reviji Science Advances. p>

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

Na žalost ta postopek uniči 50-80 % otočkov in tretjina bolnikov po operaciji postane sladkorna bolezen. Tri leta po operaciji 70 % bolnikov potrebuje injekcije insulina, kar spremljajo številni neželeni učinki, kot so povečanje telesne mase, hipoglikemija in utrujenost.

Nov pristop k presaditvi

V novi študiji so znanstveniki presadili Langerhansove otočke v omentum, veliko, ravno maščobno tkivo, ki prekriva črevesje, namesto v jetra. Da bi ustvarili ugodnejše mikrookolje za otočke, so raziskovalci uporabili antioksidant 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 ter bistveno 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 povedal Guillermo A. Ameer, ki je vodil študijo. "Naš novi sintetični material ustvarja podporno mikrookolje za delovanje otočkov. Pri testiranju na živalih je bil zelo učinkovit pri ponovni vzpostavitvi normalne ravni 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 obeti

Za bolnike, ki živijo brez trebušne slinavke, so lahko stranski učinki, kot je uravnavanje ravni krvnega sladkorja, vseživljenjska težava. Langerhansovi otočki pomagajo telesu ohranjati nadzor nad ravnijo krvnega sladkorja. Brez delujočih otočkov morajo ljudje pogosto spremljati krvni sladkor in jemati injekcije insulina.

"Življenje brez funkcionalnih otočkov predstavlja izjemno 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

Toda na žalost trenutni standard oskrbe otočkov pogosto vodi do slabih rezultatov. Po operaciji odstranitve trebušne slinavke kirurgi izolirajo otočke in jih presadijo v jetra z infuzijo portalne vene. Ta postopek ima več pogostih zapletov. Otočki v neposrednem stiku s krvnim obtokom so podvrženi vnetnemu odzivu, več kot polovica otočkov odmre, presajeni otočki pa lahko povzročijo nevarne krvne strdke v jetrih. Zaradi teh razlogov so zdravniki in raziskovalci iskali alternativno mesto za presaditev.

Nov pristop z uporabo raztopine citrata

Za zaščito otočkov in izboljšanje rezultatov se je Ameer obrnil na platformo citratnih biomaterialov z antioksidativnimi lastnostmi, razvitih v njegovem laboratoriju. V celičnih kulturah so mišji in človeški otočki, shranjeni v citratnem gelu, ostali sposobni preživeti veliko dlje kot otočki v drugih raztopinah. Ko so bili izpostavljeni glukozi, so otočki izločali insulin, kar je pokazalo normalno delovanje.

Integracija v tkanine

Po treh mesecih je telo ponovno absorbiralo 80–90 % biokompatibilnega gela in do te točke ga ni bilo več potrebno. "Presenetljivo je bilo, da so otočki regenerirali krvne žile," je dejal Ameer. "Telo je ustvarilo mrežo novih krvnih žil za povezavo otočkov s telesom. To je pomemben preboj, saj krvne žile ohranjajo otočke žive in zdrave."

Ameer načrtuje, da bo hidrogel testiral na živalskih modelih v daljšem časovnem obdobju. Opozoril je tudi, da bi novi hidrogel lahko uporabili za različne celične nadomestne terapije, vključno z izvornimi celicami za zdravljenje sladkorne bolezni.