Antioxidační gel zachovává funkci ostrůvků po odstranění slinivky břišní

Výzkumníci z Northwestern University vyvinuli nový antioxidační biomateriál, který by mohl v budoucnu výrazně usnadnit život lidem trpícím chronickou pankreatitidou.

Hlavní závěry studie

Článek „Makromolekula citrátu s fázovou změnou bojuje proti oxidativnímu poškození pankreatických ostrůvků, umožňuje přihojení ostrůvků a funkci v omentu“ byl publikován 7. Června v časopise Science Advances. p>

Než chirurgové vyjmou pacientům s těžkou, bolestivou chronickou pankreatitidou slinivku břišní, nejprve odstraní shluky tkáně produkující inzulín nazývané Langerhansovy ostrůvky a transplantují je do cévního systému jater. Účelem transplantace je zachovat schopnost pacienta kontrolovat hladinu glukózy v krvi bez injekcí inzulínu.

Tento proces bohužel zničí 50–80 % ostrůvků a třetina pacientů se po operaci stane diabetikem. Tři roky po operaci potřebuje 70 % pacientů injekce inzulínu, což je doprovázeno řadou vedlejších účinků, jako je přibírání na váze, hypoglykémie a únava.

Nový přístup k transplantaci

V nové studii vědci transplantovali Langerhansovy ostrůvky do omenta, velké ploché tukové tkáně, která pokrývá střeva, místo do jater. K vytvoření příznivějšího mikroprostředí pro ostrůvky použili vědci antioxidační a protizánětlivý biomateriál, který se při tělesné teplotě rychle mění z kapaliny na gel.

Výsledky pokusů na zvířatech

Při experimentech na myších a primátech gel úspěšně zabránil oxidativnímu stresu a zánětlivým reakcím, čímž výrazně zlepšil přežití a funkčnost transplantovaných ostrůvků. Je to poprvé, kdy byl k zachování funkčnosti transplantovaných ostrůvků použit syntetický antioxidační gel.

„Přestože se transplantace ostrůvků v posledních letech zlepšila, dlouhodobé výsledky zůstávají neuspokojivé,“ řekl Guillermo A. Ameer, který studii vedl. "Náš nový syntetický materiál vytváří podpůrné mikroprostředí pro funkci ostrůvků. Při testování na zvířatech byl vysoce účinný při obnově normální hladiny cukru v krvi."

Výhody nového biomateriálu

"S tímto novým přístupem doufáme, že pacienti již nebudou nuceni volit mezi bolestí chronické pankreatitidy a komplikacemi diabetu," dodala Jacqueline Burke, první autorka studie.

Role a vyhlídky

Pro pacienty žijící bez slinivky břišní mohou být vedlejší účinky, jako je řízení hladiny cukru v krvi, celoživotním problémem. Langerhansovy ostrůvky pomáhají tělu udržovat kontrolu nad hladinou cukru v krvi. Bez fungujících ostrůvků si lidé musí často kontrolovat hladinu cukru v krvi a užívat si inzulinové injekce.

"Život bez funkčních ostrůvků představuje pro pacienty obrovskou zátěž," řekl Burke. "Musí se naučit počítat sacharidy, dávkovat inzulín ve správný čas a neustále sledovat hladinu glukózy. To jim zabírá hodně času a duševní energie."

Problémy s aktuální metodou

Současný standard péče o ostrůvky však bohužel často vede ke špatným výsledkům. Po operaci k odstranění slinivky břišní chirurgové izolují ostrůvky a transplantují je do jater infuzí portální žíly. Tento postup má několik běžných komplikací. Ostrůvky v přímém kontaktu s krevním řečištěm podléhají zánětlivé reakci, více než polovina ostrůvků umírá a transplantované ostrůvky mohou způsobit nebezpečné krevní sraženiny v játrech. Z těchto důvodů lékaři a výzkumníci hledali alternativní místo transplantace.

Nový přístup využívající roztok citrátu

Pro ochranu ostrůvků a zlepšení výsledků se Ameer obrátil na platformu citrátových biomateriálů s antioxidačními vlastnostmi vyvinutou ve své laboratoři. V buněčných kulturách zůstaly jak myší, tak lidské ostrůvky uložené v citrátovém gelu životaschopné mnohem déle než ostrůvky v jiných roztocích. Když jsou ostrůvky vystaveny glukóze, vylučují inzulín, což prokazuje normální funkci.

Integrace do látek

Po třech měsících tělo znovu vstřebalo 80–90 % biokompatibilního gelu a v tomto okamžiku již nebylo potřeba. "Překvapivé bylo, že ostrůvky regenerovaly krevní cévy," řekl Ameer. "Tělo vytvořilo síť nových krevních cév, které spojují ostrůvky s tělem. To je důležitý průlom, protože krevní cévy udržují ostrůvky živé a zdravé."

Ameer next plánuje testovat hydrogel na zvířecích modelech po delší časové období. Poznamenal také, že nový hydrogel by mohl být použit pro různé terapie nahrazující buňky, včetně kmenových buněk pro léčbu diabetu.