TUESDAY, March 5, 2013 (HealthDay News) - A BioHub nevű, új, bioméretű, miniatűr orgona egy napon felajánlhatja az 1-es típusú cukorbetegségben szenvedő embereket a betegségükből.
Végső szakaszában a BioHub imitálja a hasnyálmirigyet, és otthonaiként szolgál az átültetett szigetsejtek számára, oxigént biztosítva nekik, amíg meg nem tudják teremteni saját vérellátását. A szigetsejtek béta sejteket tartalmaznak, amelyek a sejtek, amelyek a hormon inzulint termelik. Az inzulin segít a szervezetben az élelmiszerekben található szénhidrátok metaboiizálásában, hogy a szervezet sejtjeinek táplálékként felhasználhassák őket.
A BioHub az immunrendszer elnyomását is biztosítaná, amely a szigetsejtek körüli területre korlátozódik, vagy lehetséges minden egyes szigetsejt kapszulázható az 1-es típusú cukorbetegséggel járó autoimmun támadás ellen.
Az első lépés azonban a szigetsejtek bejuttatása a BioHub-ba, és átültetése az omentum néven ismert területbe. Ezek a kísérletek várhatóan a következő évben vagy másfél éven belül kezdődnek, mondta Dr. Luca Inverardi, a Miami Egyetem Diabétesziai Kutatóintézetének transzlációs kutatásának igazgatóhelyettese, ahol a BioHub fejlesztése folyik. Camillo Ricordi, az intézet igazgatója szerint a projekt nagyon izgalmas. "Összeszereljük a puzzle minden darabját, hogy kiválasszuk a hasnyálmirigyet" - mondta.
"Kezdetben mennünk kell a szakaszokba, és klinikailag teszteljük a BioHub összetevőit" - mondta. "Az első lépés az állványszerkezet tesztelése, amely rendszeres szigetsejt-transzplantációként működik."
A Diabetes Research Institute már sikeresen kezeli az 1-es típusú cukorbetegséget szigetsejt-transzplantátumokkal a májba.
Az 1-es típusú cukorbetegségben, egy autoimmun betegség, a szervezet immunrendszere tévesen támad és elpusztítja a szigetsejtekben található béta-sejteket. Ez azt jelenti, hogy az 1-es típusú cukorbetegségben szenvedő ember már nem képes olyan inzulint termelni, amire cukor (glükóz) szükséges a szervezet sejtjeibe, ezért az elveszett inzulint kell cserélniük. Ezt csak több napi injekcióval vagy inzulin pumpával lehet végrehajtani egy apró, a bőr alá beágyazott és néhány nap alatt megváltoztatott tubuson keresztül.
Bár az iszapsejt-transzplantáció nagyon sikeres volt az 1-es típusú cukorbetegség kezelésében, az alapul szolgáló autoimmun állapot még mindig ott. Mivel az átültetett sejtek a cadaver donorokból származnak, azoknak, akik szigetsejt-transzplantációval rendelkeznek, immunszuppresszáló gyógyszereket kell alkalmazniuk az új sejtek elutasításának megakadályozása érdekében. Ez az embereket veszélyezteti a gyógyszerek szövődményeinek kialakulásának veszélyével, és idővel az immunrendszer elpusztítja az új szigetsejteket.
E problémák miatt a szigetsejt-transzplantáció általában olyan személyek számára fenntartott, akiknek a cukorbetegségét nagyon nehéz ellenőrizni vagy akik már nem ismerik a potenciálisan veszélyes alacsony vércukorszinteket.
Julia Greenstein, a JDRF (korábban a Juvenile Diabetes Research Institute) Cure Therapies alelnöke elmondta, hogy a szigetsejt-transzplantáció kockázata meghaladja az egészséges 1-es típusú cukorbetegek.
Itt jön be a BioHub.
"A BioHub olyan, mint egy fészek, amelyet a szigetsejtek ülni fognak, és védeni és gondozni fognak" - mondta Inverardi. "Ez egy átlátszó, lapos szerkezet körülbelül egy negyed mérete, úgy van kialakítva, hogy behelyezheti a szigetlakó sejteket, és porózus, hogy lehetővé tegye [a szigetvilág számára új vérellátást]."
olyan szilikon vegyület, amely már más betegségekben is alkalmazható. "A BioHub … mint egy nyitott keret, körülbelül 95 százalékos levegővel, a tervezés megóvja a szigetecskék összeépítését" - mondta Ricordi, aki hozzátette, hogy ez valószínűleg kisebb szigetsejtekre van szüksége. Azt is elmondta, hogy a design lehetővé teszi a kutatók számára új összetevők hozzáadását, mivel kifejlesztik és jóváhagyják őket.
A jövőben a BioHub még egy természetesebb tartályban lehet, mint például egy kötőhártya, amely víztartalmat hozna létre a szigetsejtek megtartásához, mondta Ricordi. A véna előnye, hogy a vérellátás már ott van.
Kezdetben a kutatók beültetik a BioHub-ot az omentális tasakba, amely a hasi üreg bélésében található, amely összeköti a gyomrot más hasi szervekkel. A BioHub észrevette a vércukorszint változását, és szükség esetén inzulint bocsát ki.
Inverardi szerint a BioHub egyik legnagyobb előnye, hogy a kutatók könnyedén megtalálják a legjobb helyet az átültetett szigetsejtek számára, mivel ha egy webhely nem működik jól, akkor az eszköz könnyen lekérhető.
Inverardi és Ricordi mindketten arra számítanak, hogy ez a fázis jól megy, és elvárják, hogy az átültetett szigetecskékkel a BioHub elkezdjen inzulint termelni.
Végül a kutatók remélem, hogy kifejlesztik és tesztelik az immunszuppresszust, ami csak az izolált sejtek területén található, ahelyett, hogy befolyásolná az egész testet. Ennek egyik lehetséges módja, mondja Inverardi, az, hogy befogja a szigetsejteket egy olyan anyagban, amely lehetővé teszi a sejtek lélegzését és az inzulin cseréjét, de visszaszorítják az immunválaszt. Ezen a ponton nincs idővonal a BioHub ezen részének klinikai vizsgálataira.
A kutatók azt is remélik, hogy alternatív forrásokat találnak a szigetelő sejtek számára a BioHub alkalmazásában. A lehetséges kutatási lehetőségek közé tartoznak az élő, kapcsolódó donorok; sertésekből származó szigetsejtek; és az őssejtben termelt szigetek.
"Nagyon örülünk ennek a kutatásnak," mondta Greenstein. "Ez egy inkrementális lépés, amely jelzi az előrelépést, de amíg a krónikus immunszuppresszió iránti igényt meg nem szüntetjük, a felhasználás csak a súlyos [alacsony vércukorszintű] tudatlanságokra korlátozódik."
