Transplantarea celulelor donatoare pentru tratamentul diabetului zaharat

Conform previziunilor medicilor, tratamentul diabetului în viitor va fi realizat în principal prin transplant (implantare) la pacienții cu celule pancreatice ale donatorilor sănătoși. În opinia lor, principalul obstacol în aplicarea pe scară largă a acestei abordări - respingerea implantului de către sistemul imunitar al pacientului - poate fi depășită.







La începutul secolului, diabetul a fost incurabil, iar tinerii care au avut această boală au murit într-o chestiune de săptămâni și luni. Doctorii știau că diabetul zaharat este asociat cu o încălcare a sintezei și secreției hormonului, denumită mai târziu insulină. În pancreas există acumulări de celule specializate, numite insulele Langerhans. Când oamenii sănătoși nivelul de glucoză în sânge crește, insulele de celule Langerhans încep să producă insulină, care controlează cantitatea și rata de glucoză care intră alte celule ale corpului. In absenta insulinei (la pacienții cu diabet), celulele nu sunt capabile să absoarbă glucoza, care se acumulează în sânge, iar celulele nu primesc glucoza, sunt forțați să treacă la alte căi metabolice, care este periculoasă pentru organism.

Două tipuri de diabet sunt cunoscute: insulino-independente și dependente de insulină. In primul caz, boala cauzată de încălcarea acestui secreție hormonală sau scăderea sensibilității la aceasta celulele organismului, deși în hormonul pancreatic este produs în cantități suficiente. In diabetul zaharat insulino-dependent, celulele pancreatice nu produc insulină și, în acest caz, pacienții trebuie să aplice viața sa sub formă de injecții zilnice.

Introducerea pe scară largă a insulinei în practica medicală a început în anii 1920. când a fost izolat din pancreasul animalelor. De atunci, insulina a salvat diabeticii de la moarte. Rețineți că această boală este însoțită de o serie de complicații grave care rezultă din deteriorarea capilarelor, ceea ce duce deseori la orbire, insuficiență renală, leziuni aterosclerotice ale vaselor de sânge. Datorită neregulilor sistemului nervos, sunt adesea observate amorțeală și durere la nivelul extremităților. Și, în cele din urmă, cea mai catastrofică complicație cauzată de nivelul excesiv de zahăr din sânge este o comă.

Prin urmare, medicii caută noi abordări în tratamentul diabetului zaharat. Când insulino-dependent diabet zaharat, cea mai promițătoare dintre ele - este un transplant responsabil pentru sinteza de celule insulita de insulina prelevate de la donatori sănătoși. Teoretic, implantarea poate fi realizată doar o singură dată, pentru că insulele sunt viabile timp de mai mulți ani și au atât sintetiza celule B de insulină și celule progenitoare care formeaza noi celule B pentru a înlocui mort. După implantare, celulele B nu numai că încep să elibereze insulina, dar oferă, de asemenea, control asupra menținerii nivelurilor normale de zahăr din sânge. Cu toate acestea, cu promisiunea evidentă a metodei de a efectua implantarea în masă a celulelor în practica de zi cu zi este încă destul de dificilă.

Vom vorbi despre multi ani de cercetare de catre profesorul P. Lacey si colegii sai de la Universitatea din Washington in domeniul implanturilor pentru tratamentul diabetului zaharat.

Primele experimente pe animale de laborator au obiectivul de a dezvolta metode de izolare a insulelor Langerhans - care reprezintă mai puțin de 2% în greutate din pancreas și dispersate în volumul său (celulele rămase sintetizează enzime digestive). insulele din Langerhans (insulele pancreatice) sunt un grup de celule epiteliale, pătruns de o rețea densă de capilare sanguine. În funcție de structura și hormonul care este sintetizat, trei tipuri de celule sunt împărțite: celulele F - colorate cu coloranți acide și sintetizează glucagonul hormonal; Celulele B - cea mai mare parte a celulelor, secreta insulina hormonala; Celulele D sunt forme degenerative ale celulelor A și B. În 1967, oamenii de știință au reușit să izoleze celulele care sintetizează insulina din pancreasul șobolanului. Apoi, celulele transplantate au fost transferate la șobolani de linie de creștere, care au fost indusă artificial cu diabet prin administrarea unui medicament care distruge celulele B. In aceste experimente, donator de șobolan și beneficiare șobolanii au fost strâns legate, cu toate acestea, sistemul imunitar al animalelor implantate cu insulele Langerhans, ele nu sunt percepute ca fiind străine și respingerea a avut loc. Celulele implantate au rădăcit și produceau în mod regulat insulină, după cum reiese din nivelul normal al zahărului din sânge. Cu o implantare reușită, simptomele nu s-au dezvoltat sau chiar au dispărut la animale - orbire și leziuni la rinichi.

Cu toate acestea, metoda izolării insulelor Langerhans, dezvoltată pentru șobolani, s-a dovedit a fi inadecvată pentru oameni. Doar câțiva ani mai târziu a fost posibilă crearea unei metode semiautomatice adecvate, care este acum utilizată în practica medicală. Cu ajutorul său din pancreas pot aloca aproximativ 400 de mii de celule - aproximativ jumătate din cantitatea care trebuie implantată la un pacient diabetic.

transplant de insulina-sintetizarea celulelor în testarea corpului uman a început în 1986. Deoarece probabilitatea de respingere a sistemului imunitar al țesut sau organ transplantat destinatarului este destul de mare, cu implantarea de celule pancreatice, folosind tehnici speciale pentru a le reduce.







Una din aceste metode este introducerea în organism a unui beneficiar de medicamente care reduc imunitatea, așa-numitele imunosupresoare. Dar aceste medicamente pot duce la efecte secundare severe: insuficiență renală, scăderea rezistenței la infecții, dezvoltarea proceselor tumorale. Riscul a fost prea mare pentru a justifica utilizarea imunosupresoarelor numai pentru tratamentul diabetului. Prin urmare, primul care a oferit insulițe implantat, au fost acele persoane cu diabet zaharat care au nevoie de un transplant de rinichi, ca să-l protejeze de pacienti de respingere va trebui în continuare să intre imunosupresori.

Procedura Implantarea in sine nu este punct de vedere tehnic dificil: pacientul sub anestezie locala, o mica incizie in apropierea ombilicului, prin care una dintre venele injectate celule insulare. După ce au intrat în vena portalului ficatului și apoi în vasele de sânge mai mici care se suflau de la el, celulele introduse au fost fixate acolo. Contactul direct cu sânge care curge, permițându-le să nu numai să răspundă la creșterea nivelului de glucoză în el și sintetiza porțiuni suplimentare de insulină, dar ieși din sânge necesare pentru funcțiile sale vitale de nutrienți. Primele studii clinice au fost încurajatoare :. 400000 diabetici implantate celule insulita au prins rădăcini și a început să funcționeze, deși cantitatea de insulină produsă de acestea nu au fost suficiente pentru a refuza preparate injectabile. Cu toate acestea, atunci când numărul de celule implantate de două ori, în unele cazuri posibile pentru a realiza sinteza insulinei o intensitate suficientă pentru a opri injecție, cel puțin pentru un timp.

În acest sens, cercetătorii americani au desfășurat un front larg al muncii. După cum se știe, mecanismul de respingere tesut si organ implantat la un pacient asociat cu activitatea killer de globule albe - limfocitele T care recunosc dispuse pe suprafața moleculelor de proteine ​​celule străine - antigene. Apariția antigenelor este primul semnal care determină limfocitele să părăsească starea inactivă și să atace celulele străine. Al doilea semnal este probabil mediată de moleculele de proteină cu greutate moleculară joasă - citokine care sunt eliberate din celulele implantate și stimulează limfocitele T. În funcție de faptul dacă limfocitele primesc unul sau ambele semnale, se manifestă activitatea criminalilor.

Contează de asta. Prin ele însele, celulele care sintetizează insulina au antigene de suprafață, dar nu secretă citokine. Prin urmare, limfocitele T ale receptorului recunosc antigene străine, dar nu distrug celulele recunoscute. Totuși, împreună cu celulele transplantate ale insulelor din Langerhans, limfocitele donoare intră în organismul receptor, care nu numai că au aceleași antigene, ci și secretă citokine, adică poartă semnale. Sub influența lor, limfocitele T ale receptorului sunt atacate de către toate celulele transfectate care poartă antigenul străin recunoscut de aceștia. Astfel, este probabil limfocitele de impuritate care provoacă respingerea implantului. Sunt depuse eforturi pentru a bloca cu succes limfocitele în țesuturile transplantabile, dar experimentele sunt încă efectuate pe animale de laborator.

Studiile în domeniul studierii imunității au devenit extrem de importante atunci când sa descoperit că diabetul dependent de insulină apare din cauza disfuncțiilor sistemului imunitar. T-limfocitele ia în mod eronat antigene ale propriilor celule B pentru cele străine și încep să le distrugă - se dezvoltă așa-numitele reacții autoimune. Această situație poate duce la negarea tuturor eforturilor de transplantare a diabeticii cu celule B. Prin urmare, se pune problema cum să le protejăm de reacțiile autoimune.

O modalitate de a proteja ar putea consta într-o manevrare frauduloasă - transplantarea celulelor de sinteză a insulinei cu antigene care diferă de cele ale propriilor celule B. Atunci limfocitele și anticorpii nu le pot recunoaște și nu se vor lupta cu ele.

Cu toate acestea, mulți cercetători au în vedere perspectiva utilizării unei abordări diferite, și anume, de a închide celulele B donatoare în capsule cu o membrană din material plastic poros. Cu o mărime a porilor cu dimensiunea corectă, glucoza va pătrunde în interiorul capsulei și sintetizează moleculele de insulină - ieșiți în afară. Limfocitele și anticorpii mult mai mari nu pot pătrunde prin pori, ceea ce asigură protecția celulelor B de reacțiile autoimune și respingerea.

Mai avantajos din punct de vedere al biocompatibilității capsulelor au fost realizate din polimer acrilic poros - ele nu sunt năpădit țesut fibros, și prizonieri în celulele lor B pentru a funcționa la animale experimentale cu diabet zaharat pentru ultimele 12 de zile, cu toate că această perioadă este în mod clar insuficient. Aparent, viața scurtă a celulelor implantate a fost asociată cu condiții incomode în interiorul capsulei - insule pancreatice în interiorul agregat, iar majoritatea celulelor în cadrul agregatelor sunt foame și își pierd funcția.

În cele din urmă, o soluție bună a fost găsit, atunci când sunt destinate transplantului de insule Langerhans a fost suspendată în gel de alginat și plasate într-un tub special dintr-un material fibros poros. Implantul astfel preparat a fost administrat fie pe piele, fie pe vasele sanguine ale cavității abdominale la șoareci care suferă de diabet. Sa constatat că posttransplant nivelul glucozei din sânge este mentinut celule implantate timp de cel puțin un an, și anume aproximativ jumătate din durata de viață a animalelor. Șoarecii au tolerat acest implant bine, iar reacțiile autoimune și respingerea nu au fost observate.

Studiile clinice preliminare au fost efectuate pentru pacienții cu diabet zaharat care au primit implanturi similare sub pielea lor timp de două săptămâni și rezultatul a fost foarte încurajator.

Se pare că medicii sunt deja aproape de a transfera aceste realizări științifice în practica medicală. Dar, în mod inevitabil, a apărut întrebarea: în cazul în care pentru a obține un astfel de număr mare de celule transplantate, ținând cont de faptul că transplantul de la un pacient care au nevoie de cel puțin 800 mii se estimează că numai în Statele Unite, aproximativ 700 de mii de oameni suferă de diabet zaharat insulino-dependent, și se înregistrează în fiecare an .. 13 mii de cazuri noi de boală. Banca existentă a organismelor donatoare nu poate acoperi toate nevoile în vreun fel, iar pacienții sunt obligați să aștepte operațiunile de ani de zile.

Cercetătorii atribuie anumite speranțe producției de culturi de celule pancreatice în laborator. În acest scop, ar fi posibilă utilizarea celulelor B tumorale, care se înmulțesc rapid într-un mediu nutritiv adecvat. Cu toate acestea, le lipsește capacitatea de a reglementa sinteza de insulină în conformitate cu o modificare a nivelurilor de glucoză din sânge, și, de asemenea, nu poate garanta că, după implantarea acestor celule în recipient nu are nici procese canceroase. Principalele eforturi ale oamenilor de știință vizează rezolvarea acestor probleme.

Este posibil ca, în apropiere de furnizorii de viitor celule ale pancreasului va fi un porc, a cărui insulină mai mult decât orice alt animal, ca un om. Și dacă putem proteja celulele pancreatice de porc de la daune de limfocite și anticorpi umani, de exemplu, prin încapsulare, transplantul astfel interspecies nu determină respingerea și reacțiile grefați pot funcționa în mod normal.

De asemenea, încercări de interesante pentru a stabili „pancreas artificial“ - dispozitiv automat compact, care va fi administrat la un pacient cantitatea strict necesară de insulină ca răspuns la o schimbare a nivelului de glucoza din sange sa determinat folosind o unitate de senzor încorporat. Dar aceasta este o poveste complet diferită.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: