Liječenje dijabetesa tipa 1 transplantacijom stanica

Dodavanje proizvedenih stanica koje stvaraju ljudske krvne žile transplantiranim krvnim otočićima povećalo je preživljavanje stanica koje proizvode inzulin i preokrenulo dijabetes u predkliničkoj studiji koju su vodili istraživači američke visoke škole Weill Cornell Medicine.

Novi pristup, koji zahtijeva daljnji razvoj i testiranje, mogao bi jednog dana omogućiti mnogo širu upotrebu transplantacija krvnih otočića u liječenju dijabetesa.

Krvni otočići, koji se nalaze u gušterači, nakupine su stanica koje izlučuju inzulin i drugih stanica upletenih u male, specijalizirane krvne žile. Stanice inzulina ubija autoimuni proces kod dijabetesa tipa 1, koji pogađa otprilike devet milijuna ljudi diljem svijeta. Iako je transplantacija otočića obećavajući pristup u liječenju takvih slučajeva, jedina metoda odobrena od strane FDA do danas ima značajna ograničenja.

U studiji objavljenoj u časopisu Science Advances, istraživači su pokazali da posebne stanice koje stvaraju krvne žile koje su razvili, nazvane "reprogramirane vaskularne endotelne stanice" (R-VEC), mogu prevladati neka od ovih ograničenja pružajući snažnu potporu otočićima, omogućujući im da prežive i dugoročno ponište dijabetes kada se transplantiraju pod kožu miševa.

"Ovaj rad postavlja temelje za potkožne transplantacije otočića kao relativno sigurnu i dugotrajnu opciju liječenja dijabetesa tipa 1", rekao je prvi autor dr. Ge Li, postdoktorski znanstveni suradnik u laboratoriju višeg autora dr. Shahin Rafiija, ravnatelja Instituta Hartman za terapijsku regeneraciju organa i Instituta matičnih stanica Ansary i šefa odjela za regenerativnu medicinu Arthura B. Belfera, profesora genetske medicine na Weill Cornell Medicine. Dr. Rafii je također član  Englander instituta za preciznu medicinu  i  Centra za rak Sandre i Edwarda Meyera pri Weill Cornell Medicine.

Trenutno odobrena metoda transplantacije otočića uvodi otočiće u venu u jetri. Ovaj invazivni postupak zahtijeva dugotrajnu upotrebu lijekova za supresiju imuniteta kako bi se spriječilo odbacivanje otočića, uključuje relativno nekontrolirano raspršivanje otočića i obično postaje neučinkovit unutar nekoliko godina, vjerojatno dijelom zbog nedostatka odgovarajućih potpornih stanica.

U idealnom slučaju, istraživači žele metodu koja implantira otočiće na kontroliranije i pristupačnije mjesto, kao što je ispod kože, i omogućuje da presađeno tkivo preživi neograničeno vrijeme. Istraživači se također nadaju da će na kraju izbjeći problem imunološkog odbacivanja, korištenjem otočića i endotelnih stanica koje su izvedene iz vlastitih stanica pacijenata ili su projektirane tako da budu nevidljive imunološkom sustavu.

U novoj studiji, Dr. Li i Rafii i njihovi kolege demonstrirali su izvedivost dugotrajne transplantacije potkožnih otočića koristeći R-VEC kao kritične potporne stanice. "Pokazali smo da su vaskularizirani ljudski otočići implantirani u potkožno tkivo miševa koji su bili imunološki deficijentni odmah povezani s cirkulacijom domaćina, pružajući trenutnu prehranu i kisik, čime se poboljšava preživljavanje i funkcija ranjivih otočića", rekao je dr. Rafii.

Dobiveni iz stanica ljudske pupčane vene, R-VEC-ovi su relativno izdržljivi u uvjetima transplantacije, za razliku od krhkih endotelnih stanica koje se nalaze u otočićima i projektirani su tako da budu vrlo prilagodljivi, podržavajući bilo koju vrstu tkiva koja ih okružuje.

"Nevjerojatno, otkrili smo da su se R-VEC prilagodili kada su transplantirani zajedno s otočićima, podržavajući otočiće s bogatom mrežom novih žila i čak preuzimajući "potpis" aktivnosti gena prirodnih endotelnih stanica otočića", rekao je dr. David Redmond, asistent profesora računalne biologije u medicini na Institutu Hartman za terapijsku regeneraciju organa.

Znatna većina dijabetičkih miševa kojima su transplantirani otočići-plus-R-VEC vratila je normalnu tjelesnu težinu i pokazala normalnu kontrolu glukoze u krvi čak i nakon 20 tjedana, razdoblje koje za ovaj mišji model dijabetesa sugerira učinkovito trajno usađivanje otočića. Miševi koji su primili otočiće, ali ne i R-VEC-ove prošli su znatno manje dobro.

Tim je u studiji pokazao da kombinacije stanica otočića i R-VEC također mogu uspješno rasti u malim "mikrofluidnim" uređajima, koji se mogu koristiti za brzo testiranje potencijalnih lijekova za dijabetes.

"U konačnici, potencijal kirurške implantacije ovih vaskulariziranih otočića treba ispitati zbog njihove sigurnosti i učinkovitosti u dodatnim pretkliničkim modelima", rekla je koautorica dr. Rebecca Craig-Schapiro, docentica kirurgije na Weill Cornell Medicine i transplantacijski kirurg na New York-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center.

"Bez obzira na to, prijenos ove tehnologije za liječenje pacijenata s dijabetesom tipa 1 zahtijevat će zaobilaženje brojnih prepreka, uključujući povećanje dovoljnog broja vaskulariziranih otočića i osmišljavanje pristupa za izbjegavanje imunosupresije", rekao je dr. Li i dodao kako je nova studija tek prvi korak u postizanju ovih ciljeva, koji bi mogli biti dosegnuti u sljedećih nekoliko godina.