Gelul antioxidant păstrează funcția insulelor după îndepărtarea pancreasului

Cercetătorii de la Universitatea Northwestern au dezvoltat un nou biomaterial antioxidant care ar putea face viața mult mai ușoară persoanelor care suferă de pancreatită cronică în viitor.

Principalele concluzii ale studiului

Articolul „Macromolecula de citrat cu schimbare de fază combate deteriorarea oxidativă a insulelor pancreatice, permite grefarea insulelor și funcționarea în epiploon” a fost publicat pe 7 iunie în revista Science Advances. p>

Înainte de a elimina pancreasul de la pacienții cu pancreatită cronică severă și dureroasă, chirurgii îndepărtează mai întâi grupurile de țesut producătoare de insulină numite insulițe Langerhans și le transplantează în sistemul vascular al ficatului. Scopul transplantului este de a păstra capacitatea pacientului de a controla nivelul glicemiei fără injecții de insulină.

Din păcate, acest proces distruge 50-80% din insulițe, iar o treime dintre pacienți devin diabetici după operație. La trei ani de la operație, 70% dintre pacienți necesită injecții cu insulină, care sunt însoțite de o serie de efecte secundare, cum ar fi creșterea în greutate, hipoglicemia și oboseala.

Noua abordare a transplantului

Într-un nou studiu, oamenii de știință au transplantat insulele Langerhans în epiploon, un țesut gras mare și plat care acoperă intestinele, în locul ficatului. Pentru a crea un micromediu mai favorabil pentru insuliță, cercetătorii au folosit un biomaterial antioxidant și antiinflamator care se transformă rapid din lichid în gel la temperatura corpului.

Rezultatele experimentelor pe animale

În experimente pe șoareci și primate, gelul a prevenit cu succes stresul oxidativ și reacțiile inflamatorii, îmbunătățind semnificativ supraviețuirea și funcționalitatea insulelor transplantate. Este pentru prima dată când un gel antioxidant sintetic a fost folosit pentru a păstra funcționalitatea insulelor transplantate.

„Deși transplantul de insuliță s-a îmbunătățit în ultimii ani, rezultatele pe termen lung rămân nesatisfăcătoare”, a spus Guillermo A. Ameer, care a condus studiul. „Noul nostru material sintetic creează un micromediu de susținere pentru funcția de insuliță. Când a fost testat pe animale, a fost foarte eficient în restabilirea nivelurilor normale de zahăr din sânge.”

Avantajele noului biomaterial

„Cu această nouă abordare, sperăm că pacienții nu vor mai fi forțați să aleagă între durerea pancreatitei cronice și complicațiile diabetului”, a adăugat Jacqueline Burke, primul autor al studiului.

Rol și perspective

Pentru pacienții care trăiesc fără pancreas, efectele secundare, cum ar fi gestionarea nivelului de zahăr din sânge, pot fi o problemă pe tot parcursul vieții. Insulele Langerhans ajută organismul să mențină controlul nivelului de zahăr din sânge. Fără insulițe funcționale, oamenii trebuie să-și monitorizeze frecvent glicemia și să ia injecții cu insulină.

„Traiul fără insulițe funcționale pune o povară enormă asupra pacienților”, a spus Burke. „Trebuie să învețe cum să numere carbohidrații, să administreze insulină la momentul potrivit și să monitorizeze constant nivelurile de glucoză. Acest lucru le ocupă mult timp și energie mentală.”

Probleme cu metoda curentă

Dar, din păcate, standardul actual de îngrijire a insulelor duce adesea la rezultate slabe. După operația de îndepărtare a pancreasului, chirurgii izolează insulele și le transplantează în ficat prin perfuzie în vena portă. Această procedură are mai multe complicații comune. Insulițele aflate în contact direct cu fluxul sanguin suferă un răspuns inflamator, mai mult de jumătate dintre insulițe mor, iar insulițele transplantate pot provoca cheaguri de sânge periculoase în ficat. Din aceste motive, medicii și cercetătorii au căutat un loc alternativ de transplant.

Nouă abordare folosind soluție de citrat

Pentru a proteja insulele și a îmbunătăți rezultatele, Ameer a apelat la o platformă de biomateriale citrat cu proprietăți antioxidante dezvoltate în laboratorul său. În culturile celulare, atât insulele de șoarece, cât și cele umane stocate în gel de citrat au rămas viabile mult mai mult timp decât insulițele din alte soluții. Când sunt expuse la glucoză, insulele secretă insulină, demonstrând funcționalitate normală.

Integrare în țesături

După trei luni, organismul reabsorbise 80-90% din gelul biocompatibil, iar până în acest moment nu mai era necesar. „Ceea ce a fost surprinzător a fost că insulele au regenerat vasele de sânge”, a spus Ameer. „Corpul a creat o rețea de noi vase de sânge pentru a conecta insulele de corp. Aceasta este o descoperire importantă, deoarece vasele de sânge mențin insulele vii și sănătoase.”

Ameer intenționează să testeze hidrogelul pe modele animale pe o perioadă mai lungă de timp. El a menționat, de asemenea, că noul hidrogel ar putea fi utilizat pentru diferite terapii de înlocuire a celulelor, inclusiv celule stem pentru tratamentul diabetului.