Антиоксидантний гель зберігає функцію острівців після видалення підшлункової залози

Дослідники з Північно-Західного університету розробили новий антиоксидантний біоматеріал, який у майбутньому може значно полегшити життя людям, які страждають на хронічний панкреатит.

Ключові висновки дослідження

Стаття під назвою «Фазозмінна макромолекула цитрату бореться з окислювальним пошкодженням острівців підшлункової залози, забезпечує приживлення та функціонування острівців у сальнику» була опублікована 7 червня в журналі Science Advances.

Перш ніж хірурги видаляють підшлункову залозу у пацієнтів з важким, болісним хронічним панкреатитом, вони спочатку видаляють скупчення тканини, що продукує інсулін, які називаються острівцями Лангерганса, та пересаджують їх у судинну систему печінки. Мета трансплантації — зберегти здатність пацієнта контролювати рівень глюкози в крові без ін'єкцій інсуліну.

На жаль, цей процес руйнує 50-80% острівців, і третина пацієнтів після операції хворіють на діабет. Через три роки після операції 70% пацієнтів потребують ін'єкцій інсуліну, що супроводжується низкою побічних ефектів, таких як збільшення ваги, гіпоглікемія та втома.

Новий підхід до трансплантації

У новому дослідженні вчені пересадили острівці Лангерганса в сальник, велику плоску жирову тканину, що вистилає кишечник, замість печінки. Щоб створити сприятливіше мікросередовище для острівців, дослідники використали антиоксидантний та протизапальний біоматеріал, який швидко перетворюється з рідини на гель за температури тіла.

Результати експериментів на тваринах

В експериментах на мишах та приматах гель успішно запобігав оксидативному стресу та запальним реакціям, значно покращуючи виживання та функціональність пересаджених острівців. Це перший випадок, коли синтетичний антиоксидантний гель був використаний для збереження функціональності пересаджених острівців.

«Хоча трансплантація острівців покращилася за останні роки, довгострокові результати залишаються незадовільними», — сказав Гільєрмо А. Амір, який керував дослідженням. «Наш новий синтетичний матеріал створює сприятливе мікросередовище для функціонування острівців. У випробуваннях на тваринах він виявився дуже ефективним і відновив нормальний рівень цукру в крові».

Переваги нового біоматеріалу

«Завдяки цьому новому підходу ми сподіваємося, що пацієнти більше не будуть змушені вибирати між болем хронічного панкреатиту та ускладненнями діабету», – додала Жаклін Берк, перший автор дослідження.

Роль та перспективи

Для пацієнтів, які живуть без підшлункової залози, побічні ефекти, такі як контроль рівня цукру в крові, можуть бути проблемою на все життя. Острівці Лангерганса допомагають організму контролювати рівень цукру в крові. Без функціонуючих острівців людям доводиться часто контролювати рівень цукру в крові та робити ін'єкції інсуліну.

«Життя без функціональних острівців створює величезне навантаження на пацієнтів», – сказав Берк. «Вони повинні навчитися рахувати вуглеводи, дозувати інсулін у потрібний час і постійно контролювати рівень глюкози. Це забирає багато їхнього часу та розумової енергії».

Проблеми з поточним методом

Але, на жаль, сучасний стандарт лікування острівців часто призводить до поганих результатів. Після операції з видалення підшлункової залози хірурги ізолюють острівці та пересаджують їх у печінку за допомогою інфузії у ворітну вену. Ця процедура має кілька поширених ускладнень. Острівці, що безпосередньо контактують з кровотоком, зазнають запальної реакції, більше половини острівців гинуть, а пересаджені острівці можуть спричинити утворення небезпечних тромбів у печінці. З цих причин лікарі та дослідники шукають альтернативне місце для трансплантації.

Новий підхід з використанням розчину цитрату

Щоб захистити острівці та покращити результати, Амір звернувся до розробленої в його лабораторії платформи цитратного біоматеріалу з антиоксидантними властивостями. У клітинних культурах острівці як миші, так і людини, що зберігалися в цитратному гелі, залишалися життєздатними набагато довше, ніж острівці в інших розчинах. Під впливом глюкози острівці секретували інсулін, демонструючи нормальну функціональність.

Інтеграція в тканини

Через три місяці організм реабсорбував від 80 до 90 відсотків біосумісного гелю, і до того моменту він більше не був потрібен. «Дивовижним було те, що острівці регенерували кровоносні судини», – сказав Амір. «Організм створив мережу нових кровоносних судин, щоб з’єднати острівці з тілом. Це важливий прорив, оскільки кровоносні судини підтримують острівці живими та здоровими».

Амір планує провести подальші випробування гідрогелю на тваринних моделях протягом тривалішого періоду часу. Він також зазначив, що новий гідрогель можна використовувати для різноманітних методів заміщення клітин, включаючи терапію стовбуровими клітинами для лікування діабету.