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MEDs convection-amélioré neuf a pu offrir plus rapidement, plus de traitement efficace pour des patients de T1D

Plus de 40 millions de personnes mondiaux sont affectés avec le mellitus (T1D) de diabète de type 1, une maladie auto-immune dans laquelle l'insuline produisant des β-cellules dans le pancréas sont détruites par le système immunitaire. Aujourd'hui, il y a plusieurs méthodes de demande de règlement neuves et apparaissantes pour le diabète de type 1, y compris des dispositifs de macroencapsulation (MEDs) - ; compartiments conçus pour renfermer et protéger insuline-sécréter des cellules. Comme un procès de blindage autour d'un chevalier, le MEDs protègent les cellules dans lui contre la crise (du système immunitaire d'hôte) tout en permettant des éléments nutritifs dedans et à l'extérieur de sorte que les cellules puissent continuer à survivre. Mais MEDs ont plusieurs limitations et l'écaillage vers le haut de tels dispositifs pour l'usage chez l'homme a été provocant.

Une équipe de recherche de Brigham et d'hôpital des femmes en collaboration avec les collègues à l'Université de Harvard et l'université de la Faculté de Médecine du Massachusetts a conçu un MED convection-amélioré (ceMED), qui peut continuement baigner des cellules dans les éléments nutritifs qu'elles ont besoin et améliorent de la capacité de charge de cellules, tout en augmentant la survie de cellules, la sensibilité de glucose et la sécrétion opportune d'insuline. Dans les modèles précliniques, le ceMED a rapidement répondu aux taux de sucre sanguin moins de deux jours d'implantation. Les résultats sont publiés dans les démarches de l'académie nationale des sciences.

Grâce aux progrès récents, nous obtenons de plus en plus près de avoir une source illimitée des cellules comme β qui peuvent répondre au glucose en sécrétant l'insuline, mais le prochain défi entre ces cellules dans le fuselage d'une manière dont est d'une façon minimum invasif et aura la longévité avec le fonctionnement maximal. Notre dispositif a expliqué la viabilité améliorée de cellules et le délai minimal après greffe. C'est une validation de principe préclinique intense pour ce système. »

Jeff Karp, PhD, auteur correspondant, investigateur principal et présidence distinguée en médicament clinique d'anesthésiologie, Perioperative et de douleur

MEDs actuel sont personne à charge de diffusion - ; les éléments nutritifs diffusent en travers de la membrane extérieure du dispositif et seulement un certain nombre de cellules peuvent recevoir les éléments nutritifs et l'oxygène et, consécutivement, pour sécréter l'insuline. Le ceMED a été conçu pour fournir les éléments nutritifs convecteurs par un flux continu de liquide aux cellules encapsulées, permettant à des couches multiples de cellules de se développer et survivre. Le prototype de l'équipe comporte deux chambres - ; une chambre d'équilibre (EqC) qui rassemble des éléments nutritifs des environs et d'une chambre de cellules (CC) qui renferme les cellules protégées. L'EqC est joint en polytétrafluoroéthylène - ; une membrane semi-perméable avec les pores qui permettent des liquides dedans. Une membrane intérieure complémentaire entourant le cc tient compte sélecteur du transport nutritif et se protège contre des réactions immunitaires. Les liquides inondés traversent une fibre creuse poreuse atteignant le cc à une concentration assimilée des éléments nutritifs comme tissu entourant l'implant. La fibre creuse permet à l'insuline et au glucose de réussir librement mais ne permet pas les molécules immunisées principales dans cela pourrait attaquer les cellules encapsulées.

« L'application de la cheminée cellule-a dérivé des îlots pour traiter auto-immune ou le diabète de type 1 a maintenant déménagé à la remarque de trouver une méthode pour protéger les cellules contre le refus immunisé et maximisant leur survie et fonctionner après greffe, » a dit le co-auteur Doug Melton, PhD, du service de la cellule souche et de la biologie régénératrice à l'institut de cellule souche de Harvard. « le macroencapsulation Convection-amélioré peut bien être une approche viable pour atteindre tous ces objectifs. »

Le dispositif offre beaucoup d'avantages par rapport aux pompes à insuline conventionnelles et permet à des cellules de sécréter l'insuline sur demande et de cesser rapidement la sécrétion de l'insuline pendant que les taux de glucose sanguin se baissent. Dans des modèles de rongeur de diabète de type 1, le ceMED amélioré survie et les sécrétions d'insuline des cellules et a commencé à diminuer le taux de glucose sanguin dès la goujon-greffe de deux jours.

« Le dispositif de ceMED a le potentiel d'être un Autonomous System qui n'exigerait pas le remplissage de constante et le remontage des cartouches d'insuline, » a dit l'auteur important Kisuk Yang, PhD, un ancien boursier post-doctoral dans le laboratoire de Karp et maintenant corps enseignant à la Division de la bio-ingénierie à l'université nationale d'Incheon en Corée du Sud.

« En raison de sa réactivité, de ce dispositif et d'approche flux-améliorée nouvelle pourrait être particulièrement utile pour diabétiques « cassants les », les gens dont le diabète a comme conséquence les oscillations imprévisibles dans les taux de sucre sanguin, » Eoin ajouté O'Cearbhaill, PhD (maintenant à centre d'enseignement supérieur Dublin, Irlande), un co-auteur qui a aidé à développer ce concept tout en fonctionnant en tant que boursier post-doctoral dans le laboratoire de Karp. L'équipe note les orientations futures qui devront être poursuivies pour porter le dispositif à la clinique, y compris écailler vers le haut de la capacité de charge de cellules et optimiser le système d'écoulement inondé pour l'usage humain.

« De façon générale, ces résultats mettent en valeur des avantages importants de ceMED au-dessus des dispositifs basés sur diffusion existants comprenant la survie améliorée de cellules, l'encapsulation fibreuse réduite qui peut compromettre la fonctionnalité au fil du temps, et des régimes marche-arrêt plus rapides pour la sécrétion d'insuline » ont indiqué Karp. « Cette approche a le potentiel d'améliorer la réussite des traitements de remontage de cellules de β pour aider beaucoup de patients de T1D et leurs familles à manager cette maladie provocante. »

Source:
Journal reference:

Yang, K., et al. (2021) A Therapeutic Convection Enhanced Macroencapsulation Device for Enhancing β Cell Viability and Insulin Secretion. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2101258118.