Інсулін, що виробляє імплантат: надія для діабетиків 1 типу
Діабет 1 типу – поширена патологія, яка робить щоденне життя людей дуже складним через необхідність постійного контролю рівня глюкози в крові.
Протягом трьох останніх років ведеться робота над проектом, який має завершитись створенням імплантату, що виробляє інсулін. Над ним працюють біоінженери з Університету Райса (партнерство лабораторій Оміда Вейсе та Джордана Міллера за підтримки гранту JDRF). Для цього використовується 3D-друк та інтелектуальні біоматеріали.
У завдання імплантату входить визначення та регулювання рівня глюкози в крові відповідно до потреб інсуліну у певний момент часу. Для цього розробники планують використовувати бета-клітини, що виробляють інсулін, які отримані зі стовбурових клітин людини.
Вейсе більше десяти років розробляє біоматеріали, що захищають імплантовані клітинні методи лікування імунної системи. Міллер більше 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 як у неї. Клітини підшлункової залози організовані особливим чином, тому необхідно друкувати в тій самій орієнтації, яка існує в природі.
На якій стадії знаходиться проект
Зараз мета Вейсе та Міллера – показати, що їхні імплантати можуть адекватно регулювати рівень глюкози в крові на прикладі хворих на діабет гризунів протягом не менше півроку. Для цього створені вченими бета-клітини мають бути здатними 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, що відбуваються 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 невеликого розміру пори для того, щоб не бути атакованими імунною системою. Однак їх розмір не є перепоною для інсуліну та інших необхідних речовин.
Імплантат не повинен допускати занадто повільну реакцію на підвищений або знижений рівень цукру в крові. За словами Вейса, саме адекватна швидкість реакції є найбільшою проблемою розробки. Її може вирішити включення до імпланту кровоносних судин. Розробники технології розраховують, що імплантовані бета-клітини з увімкненими кровоносними судинами будуть поводитися в точній відповідності до функціонування підшлункової залози.
Що являє собою діабет 1 типу
Діабет 1 типу належить до аутоімунних патологій. Він характеризується зниженням вироблення інсуліну підшлунковою залозою, є однією з провідних причин багатьох ускладнень та хвороб з боку серця та нирок і може призводити до сліпоти та необхідності ампутації ніг.
Поширеність цукрового діабету у світі становить 1-8,6%. За 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, у США менше однієї третини діабетиків постійно досягають цільового рівня глюкози у крові.
