Antioksidantu gēls saglabā saliņu funkciju pēc aizkuņģa dziedzera izņemšanas

Ziemeļrietumu universitātes pētnieki ir izstrādājuši jaunu antioksidantu biomateriālu, kas nākotnē varētu ievērojami atvieglot dzīvi cilvēkiem, kuri cieš no hroniska pankreatīta.

Pētījuma galvenie secinājumi

Raksts "Fāzes mainīgā citrāta makromolekula apkaro oksidatīvos aizkuņģa dziedzera saliņu bojājumus, nodrošina saliņu iesakņošanos un funkciju tauktaukī" tika publicēts 7. jūnijā žurnālā "Science Advances ".

Pirms ķirurgi izņem aizkuņģa dziedzeri pacientiem ar smagu, sāpīgu hronisku pankreatītu, viņi vispirms izņem insulīnu ražojošu audu kopas, ko sauc par Langerhansa saliņām, un transplantē tās aknu asinsvadu sistēmā. Transplantācijas mērķis ir saglabāt pacienta spēju kontrolēt glikozes līmeni asinīs bez insulīna injekcijām.

Diemžēl šis process iznīcina 50–80 % saliņu, un trešdaļai pacientu pēc operācijas rodas diabēts. Trīs gadus pēc operācijas 70 % pacientu nepieciešamas insulīna injekcijas, kam pievienojas vairākas blakusparādības, piemēram, svara pieaugums, hipoglikēmija un nogurums.

Jauna pieeja transplantācijai

Jaunajā pētījumā zinātnieki Langerhansa saliņas transplantēja taukaudos — lielos, plakanos taukaudos, kas izklāj zarnas, nevis aknās. Lai saliņām radītu labvēlīgāku mikrovidi, pētnieki izmantoja antioksidantu un pretiekaisuma biomateriālu, kas ķermeņa temperatūrā ātri pārvēršas no šķidruma želejveida stāvoklī.

Dzīvnieku eksperimentu rezultāti

Eksperimentos ar pelēm un primātiem gēls veiksmīgi novērsa oksidatīvo stresu un iekaisuma reakcijas, ievērojami uzlabojot transplantēto saliņu izdzīvošanu un funkcionalitāti. Šī ir pirmā reize, kad sintētisks antioksidantu gēls ir izmantots transplantēto saliņu funkcionalitātes saglabāšanai.

"Lai gan saliņu transplantācija pēdējos gados ir uzlabojusies, ilgtermiņa rezultāti joprojām ir neapmierinoši," sacīja pētījuma vadītājs Giljermo A. Amērs. "Mūsu jaunais sintētiskais materiāls rada atbalstošu mikrovidi saliņu funkcijai. Dzīvnieku testos tas bija ļoti efektīvs un atjaunoja normālu cukura līmeni asinīs."

Jaunā biomateriāla priekšrocības

"Ar šo jauno pieeju mēs ceram, ka pacientiem vairs nebūs jāizvēlas starp hroniska pankreatīta sāpēm un diabēta komplikācijām," piebilda pētījuma pirmā autore Žaklīna Bērka.

Loma un perspektīvas

Pacientiem bez aizkuņģa dziedzera blakusparādības, piemēram, cukura līmeņa asinīs regulēšana, var būt izaicinājums visu mūžu. Langerhansa saliņas palīdz organismam kontrolēt cukura līmeni asinīs. Bez funkcionējošām saliņām cilvēkiem bieži jākontrolē cukura līmenis asinīs un jāinjicē insulīns.

"Dzīvošana bez funkcionējošām saliņām rada milzīgu slogu pacientiem," sacīja Bērks. "Viņiem ir jāiemācās skaitīt ogļhidrātus, ievadīt insulīnu pareizajā laikā un pastāvīgi uzraudzīt glikozes līmeni. Tas prasa daudz viņu laika un garīgās enerģijas."

Problēmas ar pašreizējo metodi

Diemžēl pašreizējie saliņu aprūpes standarti bieži noved pie sliktiem rezultātiem. Pēc aizkuņģa dziedzera izņemšanas operācijas ķirurgi izolē saliņas un transplantē tās aknās, izmantojot portālās vēnas infūziju. Šai procedūrai ir vairākas bieži sastopamas komplikācijas. Saliņas, kas tieši saskaras ar asinsriti, piedzīvo iekaisuma reakciju, vairāk nekā puse saliņu iet bojā, un transplantētās saliņas var izraisīt bīstamus asins recekļus aknās. Šo iemeslu dēļ ārsti un pētnieki ir meklējuši alternatīvu transplantācijas vietu.

Jauna pieeja, izmantojot citrāta šķīdumu

Lai aizsargātu saliņas un uzlabotu rezultātus, Amērs pievērsās citrāta biomateriāla platformai, kas izstrādāta viņa laboratorijā ar antioksidanta īpašībām. Šūnu kultūrās gan peļu, gan cilvēku saliņas, kas uzglabātas citrāta želejā, saglabājās dzīvotspējīgas daudz ilgāk nekā saliņas citos šķīdumos. Pakļaujot tās glikozei, saliņas izdalīja insulīnu, demonstrējot normālu funkcionalitāti.

Integrācija audos

Pēc trim mēnešiem organisms bija atkārtoti uzsūcis 80 līdz 90 procentus bioloģiski saderīgā gela, un līdz tam laikam tas vairs nebija nepieciešams. "Pārsteidzoši bija tas, ka saliņas atjaunoja asinsvadus," sacīja Amērs. "Ķermenis izveidoja jaunu asinsvadu tīklu, lai savienotu saliņas ar ķermeni. Tas ir svarīgs sasniegums, jo asinsvadi uztur saliņas dzīvas un veselīgas."

Amērs plāno tālāk ilgākā laika periodā testēt hidrogelu dzīvnieku modeļos. Viņš arī norādīja, ka jauno hidrogelu varētu izmantot dažādām šūnu aizstājterapijām, tostarp cilmes šūnu terapijai diabēta ārstēšanai.