Імплантат, що виробляє інсулін: надія для діабетиків 1 типу
Діабет 1 типу – поширена патологія, яка робить щоденне життя людей дуже складною через необхідність постійного контролю рівня глюкози в крові.
Протягом трьох останніх років ведеться робота над проєктом, який повинен завершитися створенням імплантату, що виробляє інсулін. Над ним працюють біоінженери з Університету Райса (партнерство лабораторій Омід Вейсе і Джордана Міллера за підтримки гранту JDRF). Для цього використовується 3D-друк і інтелектуальні біоматеріали.
У завдання імплантату входить визначення і регулювання рівня глюкози в крові відповідно до потреб інсуліну в певний момент часу. Для цього розробники планують використовувати бета-клітини, що виробляють інсулін, які отримані зі стволових клітин людини.
Вейсе понад десять років розробляє біоматеріали, які захищають імплантовані клітинні методи лікування від імунної системи. Міллер більш як 15 років досліджує методи 3D-друку тканин із судинною мережею або мережами кровоносних судин.
Вейсе каже, що для повторення імплантатом дій підшлункової залози необхідна судинна мережа, така ж як у неї. Клітини підшлункової залози організовані особливим чином, тому необхідно друкувати в тій же орієнтації, яка існує в природі.
На якій стадії знаходиться проєкт
Зараз мета Вейсе і Міллера – показати, що їх імплантати можуть адекватно регулювати рівень глюкози в крові на прикладі хворих на діабет гризунів протягом не менше пів року. Для цього створені вченими бета-клітини повинні бути здатні реагувати на будь-які зміни рівня цукру в крові.
Імплантовані клітини повинні бути розміщені дуже близько до кровоносної судини – на відстані до 100 мк, щоб відстежувати та швидко реагувати на зміни рівня глюкози в крові.
Бета-клітини захищені спеціальною речовиною – гідрогелем, розробленим Вейзехом, який також є науковим співробітником науково-дослідного інституту профілактики раку Техаського університету. У гідрогелю досить маленького розміру пори для того, щоб не бути атакованими імунною системою. Однак їх розмір не є перешкодою для інсуліну та інших необхідних речовин.
Імплантат не повинен допускати занадто повільної реакції на підвищений або знижений рівень цукру в крові. За словами Вейсе, саме адекватна швидкість реакції є найбільшою проблемою розробки. Її може вирішити включення в імплант кровоносних судин. Розробники технології розраховують, що імплантовані бета-клітини з включеними кровоносними судинами поводитимуться відповідно до функціонування підшлункової залози.
Що собою являє діабет 1 типу
Діабет 1 типу належать до числа аутоімунних патологій. Він характеризується зниженням вироблення інсуліну підшлунковою залозою, є однією з провідних причин багатьох ускладнень і хвороб з боку серця і нирок і може призводити до сліпоти та необхідності ампутації ніг.
Поширеність цукрового діабету у світі в середньому становить 1-8,6%. Згідно з даними ВООЗ, передчасна смертність, пов'язана із захворюванням, з 2000 по 2016 р. зросла на 5%.
Цукровий діабет лікується за допомогою ін'єкцій інсуліну. Однак складність становить збалансованість дози інсуліну, що вводиться, з прийомом їжі, фізичними навантаженнями та іншими видами активності. За оцінками досліджень, в США менше однієї третини діабетиків постійно досягають цільового рівня глюкози в крові.
