Insulin-udskillende ø-celler i lilla (Xi Wang) Type 1 diabetes er grundlæggende en sygdom i immunsystemet . På et tidspunkt ødelægger kroppens forsvar af en eller anden grund insulinproducerende væv i bugspytkirtlen, hvilket gør det næsten umuligt at finjustere strømmen af glukose ind i cellerne.
At vende bugspytkirtlen tilbage til en funktionstilstand ville give diabetikere et nyt liv, men på trods af alle de fremskridt, vi har gjort inden for vævserstatning, har det været en uoverstigelig hindring at tæmme et forræderisk immunsystem sikkert.
Der er endelig tegn på, at vi måske kan overvinde den forhindring, hvor amerikanske forskere og ingeniører udvikler et nanofiberimplantat, der kan beskytte en patients egne insulinproducerende celler fra deres immunsystem.
Tidlige resultater er opmuntrende, med test i mus, der viser, at det kunne være en effektiv måde at behandle type 1-diabetes ved at bruge egentligt bugspytkirtelvæv uden behov for immunsuppressive lægemidler.
'Enheden, som er omtrent på bredden af et par hårstrå, er mikroporøs – med åbninger for små til at andre celler kan presses ind i – så de insulinudskillende celler kan derfor ikke ødelægges af immunceller, som er større end åbningerne,' siger medicinsk forsker Jeffrey R. Millman fra Washington University.
(Wang et al., Sci Trans Med, 2021)
I næsten et århundrede type 1-diabetes er blevet behandlet gennem rettidige injektioner af det glukosemedierende hormon insulin, en proces, der uden tvivl har reddet utallige liv.
Alligevel er det hverken behageligt eller risikofrit at få den perfekte mængde insulin fra en flaske ind i kroppen. Fik doseringen forkert kan betyde en livstruende medicinsk nødsituation.
Mensmoderne digital teknologihar gjort fantastiske fremskridt i retning af at spejle en autentisk bugspytkirtel, er vi stadig langt fra at matche biologiens evne til at udmåle den rigtige mængde hormoner lige der, hvor de er nødvendige.
Fremskridt inden for konvertering 'blank' stamceller ind i praktisk talt enhver anden celle i kroppen, har gjort det muligt for forskere at genskabe en persons insulin-udskillende 'ø'-væv ved at bruge lidt mere end en prøve af deres egne celler.
At lave dem er én ting – at transplantere dem ind i kroppen uden at tiltrække uønsket opmærksomhed fra personens eget immunsystem er noget helt andet.
'Problemet er, at hos mennesker med type 1-diabetes angriber immunsystemet de insulin-udskillende celler og ødelægger dem,' siger Millman.
'For at levere disse celler som en terapi, har vi brug for enheder til at huse celler, der udskiller insulin som reaktion på blodsukker, samtidig med at de beskytter disse celler mod immunresponset.'
Specielt designet implantater til at beskytte øvæv fra hærgen af kroppens immunsystem er ikke nye begreber . Nogle virker bedre end andre, hvilket reducerer risikoen for ardannelse eller giver ilt eller næringsstoffer for at forlænge levetiden af det implanterede væv.
Et materiale med et stort potentiale i at indkapsle vævsimplantater er baseret på et polysaccharid, der findes i algernes cellevægge, kaldet alginat .
Dens evne til at undgå at udløse et immunrespons i sig selv gør det til en passende kandidat. Udfordringen for forskerne var at omdanne den til en kapsel, der kunne fjernes med jævne mellemrum for at erstatte det udmattede bugspytkirtelvæv indeni.
Dette førte til udviklingen af TRAFFIC – en trådforstærket alginatfiber til øindkapsling. Hvis ikke alginatet er tilbøjeligt til at hæve og knække over tid, kunne det have været en vindende løsning.
Millman og hans team har nu forbedret TRAFFIC ved at væve en termoplast af medicinsk kvalitet omkring en alginathydrogelkerne, hvilket giver den den rigtige blanding af stealth, robusthed og porøsitet.
Testet i diabetiske mus hjalp 'nanofiber-integreret celleindkapsling' (NICE) enheden dyrene med at opretholde deres glukoseniveauer i op til 200 dage ved hjælp af humane øceller. Enhederne er også opskaleret godt til implantering og apportering hos hunde.
Det er lovende fremskridt, selvom løsninger som disse ikke kan komme hurtigt nok for nogenlunde en ud af hver 7.000 mennesker med en type 1 diabetes diagnose.
'Den enhed, vi brugte i disse eksperimenter, beskyttede de implanterede celler mod musenes immunsystem, og vi mener, at lignende enheder kunne fungere på samme måde hos mennesker med insulinafhængig diabetes,' siger Millman.
Denne forskning blev offentliggjort i Videnskab translationel medicin .