Американские ученые работают над устройством из человеческих клеток, которое сможет автоматически вырабатывать инсулин
Ученые Массачусетского технологического института стали на шаг ближе к тому, чтобы инъекции инсулина остались в прошлом. Они вплотную подошли к созданию «живого врачебного прибора, сделанного из человеческих клеток, выделяющих инсулин, вместе с электронной системой жизнеобеспечения».
28.09.2023 / 20:41
Фото: Claudia Liu and Dr. Siddharth Krishnan, MIT/Boston Children’s Hospital
В новом сентябрьском исследовании ученые из МТИ показали, что мышам можно имплантировать медицинское устройство, производящее собственный запас инсулина в течение месяца. Однако потребуются дополнительные исследования, прежде чем эта технология станет широко доступной для использования на людях.
Инсулин — это гормон, который выполняет несколько ролей в организме. Но главной его функцией является помощь с перемещением глюкозы из кровеносной системы в наши клетки, чтобы они могли использовать эту глюкозу для получения энергии. Если этот процесс идет со сбоями, это может привести к хронически высокому уровню сахара в крови и развитию диабета.
У людей с диабетом 1-го типа чрезмерно тщательная иммунная система атакует островковые клетки поджелудочной железы, ответственные за выработку инсулина. У людей с диабетом 2-го типа развивается устойчивость к воздействию инсулина.
Люди с диабетом 1-го типа (и, в конечном итоге, многие люди с 2-м типом) больше не в состоянии вырабатывать достаточное количество инсулина и требуют регулярных инъекций, чтобы поддерживать уровень сахара в крови в норме.
Изобретение инъекционного инсулина избавило больных диабетом людей от смертного приговора. Однако диабетики по-прежнему подвергаются гораздо большему риску многих осложнений со здоровьем и в среднем имеют меньшую продолжительность жизни. Поэтому ученые все еще ищут способы улучшить способы снабжения людей инсулином.
Одним из перспективных направлений исследований является трансплантация островковых клеток от соответствующего донора для восстановления естественной выработки инсулина. Однако сейчас эта экспериментальная процедура требует от людей пожизненного приема препаратов для подавления иммунитета, чтобы предотвратить отвержение их организмом донорских клеток.
Исследователи из МТИ работают над немного другим подходом к этой концепции. Они предполагают, что
могут поместить пожертвованные донорские клетки в небольшое приспособление, которое затем имплантируется прямо под кожу. Устройство будет защищать клетки от иммунной системы, позволяя им своевременно вырабатывать инсулин.
В новом исследовании, опубликованном в журнале PNAS, кажется, была решена известная проблема с подобными устройствами: необходимость надежного снабжения кислородом для обеспечения выживания донорских островковых клеток. В других устройствах использовались отдельные камеры или химическая смесь для этого, однако перечисленные методы требуют обслуживания и заправки.
Вместо этого прототип нового устройства имеет мембрану, которая создает кислород, расщепляя близлежащие молекулы воды, таким образом обеспечивая теоретически бесконечную подачу кислорода. Устройство также может получать беспроводное питание с небольшим количеством напряжения, для чего может потребоваться лишь небольшая накладка на коже.
В последних лабораторных экспериментах мыши-диабетики с имплантированным устройством подачи кислорода поддерживали здоровый уровень сахара в крови в течение как минимум месяца. В это же время у мышей, которым, к сожалению, досталось устройство без способности выработки кислорода, развился высокий уровень сахара в крови в течение двух недель.
Устройство, естественно, вызвало образование рубцовой ткани вокруг себя, что является обычной иммунной реакцией на имплантированные девайсы. Но по итогу рубцы резко не ухудшили общее функционирование устройства.
Ученые предлагают рассматривать прототип нового устройства как живое медицинское устройство, сделанное из клеток человека, выделяющих инсулин, вместе с электронной системой жизнеобеспечения. Авторы в восторге от прогресса и действительно настроены оптимистично, передает слова исследователей Gizmodo.
Хотя это исследование все еще находится на ранней стадии, команда предполагает, что в конечном итоге оно может быть использовано для помощи при других заболеваниях, которые зависят от регулярного поступления белков (таких как некоторые формы анемии, например). На данный момент команда надеется проверить свое устройство на более крупных животных, прежде чем они перейдут на людей. Они также планируют выяснить, может ли их устройство безопасно и эффективно оставаться внутри тела в течение более длительных периодов времени.
Читайте также:
Ученые успешно сконструировали бактерии для борьбы с раком у мышей