«Живые лекарственные фабрики» MIT производят инсулин из организма

Для диабетиков 1 типа регулярные инъекции инсулина — печальная реальность жизни, необходимая для поддержания их уровня сахара в крови вместо здоровой поджелудочной железы. Ученые Массачусетского технологического института (MIT) разработали новый тип имплантируемых клеток, которые могут справиться с тяжелой нагрузкой, преодолевая отторжение иммунной системой хозяина, чтобы продолжать вырабатывать ключевой гормон изнутри организма.

За последние пару десятилетий относительно небольшое количество диабетиков получили пользу от так называемой трансплантации островковых клеток поджелудочной железы. Это клетки, которые производят инсулин в функциональной поджелудочной железе и, имплантируя их в страдающих сахарным диабетом, они могут взять на себя их традиционную роль и свести на нет необходимость регулярных инъекций инсулина.

Причина, по которой эта форма терапии не используется более широко, заключается в том, что подавляющее большинство реципиентов испытывают осложнения, так как их иммунная система ошибочно принимает пересаженные клетки за опасных захватчиков и продолжает атаку. Препараты, подавляющие этот иммунный ответ, являются одним из решений, но они предполагают собственные риски, такие как уязвимость к инфекции или более серьезные побочные эффекты.

Поэтому получение островковых клеток поджелудочной железы для выживания при трансплантации и нормального функционирования рассматривается исследователями в качестве ключевой задачи. Преобразование собственных клеток печени пациента в островные клетки, обертывание их в капсулы на основе морских водорослей и организация их в кластеры — вот лишь некоторые из способов улучшения этого процесса, и теперь ученые из MIT придумали еще один.

Технология заключается в инкапсуляции клеток в защитную оболочку из кремниевого эластомера в сочетании с пористой мембраной. Эти поры достаточно велики, чтобы питательные вещества, кислород и инсулин могли свободно перемещаться через мембрану, но достаточно малы, чтобы удерживать иммунные клетки, которые стремятся атаковать клетку.

Команда подготовила несколько экспериментов для проверки жизнеспособности технологии, привлекая диабетических мышей и имплантируя им островки, упакованные внутри защитных оболочек. Технология поддерживала здоровый уровень глюкозы в крови мышей в течение более чем 10 недель.

Другой эксперимент касался эмбриональных клеток почек человека, которые были сконструированы для производства EPO, гормона, стимулирующего выработку эритроцитов. Эти инкапсулированные клетки выживали после трансплантации у мышей в течение более 19 недель, что привело к увеличению количества эритроцитов во всем организме.

Сделав еще один шаг вперед, команда обнаружила, что инкапсулированные клетки могут быть вызваны определенными препаратами для производства определенных белков. В одном эксперименте ученые смогли заставить клетки вырабатывать ЭПО только после того, как мышам вводили препарат доксициклин, предполагая, что технология может служить своего рода “живой фабрикой лекарств”, которая предлагает по требованию гормоны и белки по мере необходимости.

В то время как команда в настоящее время сосредоточена на использовании технологии для лечения диабета и повышения жизнеспособности пересаженных островковых клеток, они надеются, что в конечном итоге это может служить ценным инструментом для лечения любого вида хронических заболеваний.

«Видение заключается в том, чтобы иметь фабрику живых лекарств, которые можно имплантировать пациентам, и которые могли бы выделять лекарства, необходимые пациенту», — говорит Дэниел Андерсон, адъюнкт-профессор химической инженерии и старший автор исследования.

Исследование опубликовано в журнале Nature Biomedical Engineering.