Устройство размером в четверть размера, созданное в Хьюстонском методическом центре, может радикально изменить ход лечения диабета 1 типа - хронического заболевания, которым страдают миллионы американцев и которое не имеет лечения.

В исследовании, опубликованном 26 декабря в журнале Nature Communications, исследовательская группа под руководством Хьюстонского методиста ввела островковые клетки и иммунотерапию непосредственно в 3D-печатное устройство, напоминающее биоинженерную поджелудочную железу, под названием NICHE. Лечение восстановило здоровый уровень глюкозы и устранило симптомы диабета 1 типа у животных на протяжении более 150 дней, избежав при этом серьезных побочных эффектов антирецидивной терапии за счет введения иммуносупрессивных препаратов только там, где находились пересаженные островковые клетки.

Диабет 1 типа вызывается аутоиммунной реакцией, которая разрушает клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин. Он также может вызвать почечную недостаточность. Ежедневные инъекции инсулина являются наиболее традиционным методом лечения, но достижение жесткого контроля уровня глюкозы остается сложной и обременительной задачей для пациентов. Кроме того, в более тяжелых случаях пациентам может потребоваться пересадка поджелудочной железы и почек, или они могут претендовать на пересадку островковых клеток, когда островковые клетки умершего донора поджелудочной железы собираются, обрабатываются и затем пересаживаются в печень пациента с диабетом 1 типа.

Эти трансплантации могут помочь улучшить симптомы пациента; однако, как и при всех других пересадках органов, одной из самых больших проблем является необходимость принимать иммуносупрессивные препараты в течение всей жизни, чтобы избежать отторжения трансплантата. Пожизненная иммуносупрессия может привести к тому, что пациенты будут уязвимы к инфекционным заболеваниям и увеличит риск развития некоторых видов рака.

NICHE, созданный в отделении наномедицины Хьюстонского методистского исследовательского института, представляет собой плоское устройство, помещаемое под кожу и состоящее из резервуара для клеток островков и окружающего резервуара для лекарств для локализованной иммуносупрессивной терапии. Это первая платформа, сочетающая прямую васкуляризацию и местную иммуносупрессию в одном имплантируемом устройстве для аллогенной трансплантации островков и долгосрочного лечения диабета 1 типа. Прямая васкуляризация имеет фундаментальное значение для обеспечения питательными веществами и кислородом для поддержания жизнеспособности пересаженных островковых клеток.

"Ключевым результатом нашего исследования является эффективность местной иммуносупрессии при пересадке клеток", - сказал Алессандро Граттони, доктор философии, автор соответствующего исследования и руководитель отделения наномедицины в Хьюстонском методистском исследовательском институте. "Это устройство может изменить парадигму ведения пациентов и оказать огромное влияние на эффективность лечения и улучшение качества жизни пациентов".

В NICHE встроены порты для пополнения запасов лекарств по мере необходимости. Исследователи пополняли резервуары с лекарствами каждые 28 дней, что сопоставимо с другими препаратами длительного действия, клинически доступными для профилактики мигрени или лечения ВИЧ.

Команда Граттони работает над расширением масштаба технологии NICHE для клинического применения, для которого пополнение лекарств может потребоваться только раз в шесть месяцев. Возможность дозаправки технологии NICHE позволяет использовать ее у пациентов в течение длительного времени. Кроме того, изменения в рецептуре или концентрации лекарств могут увеличить интервалы пополнения до одного раза в год, что совпадает с обычными визитами к врачу.

Граттони и его сотрудники будут расширять эти исследования в течение следующих нескольких лет, а конечной целью является проверка безопасности NICHE на людях примерно через три года. Лаборатория наномедицины Граттони в Houston Methodist специализируется на имплантируемых платформах на основе нанофлюидики для контролируемой и долгосрочной доставки лекарств и трансплантации клеток для лечения хронических заболеваний.