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Nuovo MEDs convezione-migliorato ha potuto offrire più velocemente, il trattamento più efficace per i pazienti di T1D

Più di 40 milione di persone universalmente sono influenzati con il diabete mellito di tipo 1 (T1D), una malattia autoimmune in cui l'insulina che produce le β-celle nel pancreas si distrugge dal sistema immunitario. Oggi, ci sono parecchi nuovi e metodi di trattamento emergenti per il diabete di tipo 1, compreso le unità di macroencapsulation (MEDs) -; compartimenti destinati per alloggiare e proteggere insulina-secrezione delle celle. Come un vestito dell'armatura intorno ad un cavaliere, il MEDs protegge le celle all'interno di dall'attacco (dal sistema immunitario ospite) mentre permette le sostanze nutrienti dentro e fuori in moda da potere continuare le celle a sopravvivere a. Ma MEDs presenta parecchie limitazioni e sottoporre a operazioni di disgaggio su tali unità per uso in esseri umani è stata provocatoria.

Un gruppo dei ricercatori da Brigham e l'ospedale delle donne in collaborazione con i colleghi alla Harvard University e l'università di facoltà di medicina di Massachusetts ha progettato un MED convezione-migliorato (ceMED), che può bagnare continuamente le celle nelle sostanze nutrienti che hanno bisogno e che migliorano della capacità di carico delle cellule, mentre aumenta la sopravvivenza delle cellule, la sensibilità del glucosio e la secrezione tempestiva dell'insulina. Nei modelli preclinici, il ceMED ha risposto rapido alle glicemie entro due giorni dell'impianto. I risultati sono pubblicati negli atti dell'Accademia nazionale delle scienze.

Grazie agli avanzamenti recenti, stiamo ottenendo sempre più vicino ad avere una sorgente illimitata delle celle del tipo di β che possono rispondere a glucosio secernendo l'insulina, ma la sfida seguente sta entrando quelle celle nell'organismo in un modo che è come minimo dilagante ed avrà longevità con la funzione massima. La nostra unità dimostrata ha migliorato l'attuabilità delle cellule e la mora minima dopo trapianto. È un forte proof of concept preclinico per questo sistema.„

Jeff Karp, PhD, autore corrispondente, ricercatore principale e presidenza distinta nella medicina Perioperative e di dolore clinica di anestesiologia,

MEDs corrente è dipendente della diffusione -; le sostanze nutrienti si diffondono attraverso la membrana esterna dell'unità e soltanto una serie di celle possono ricevere le sostanze nutrienti e l'ossigeno e, a loro volta, per secernere l'insulina. Il ceMED è stato destinato per fornire le sostanze nutrienti convettive con un flusso continuo di liquido alle celle incapsulate, permettendo che i livelli multipli di celle si sviluppino e sopravvivano a. Il prototipo del gruppo caratterizza due camere -; una camera di equilibrio (EqC) che raccoglie le sostanze nutrienti dai dintorni e da una camera delle cellule (CC) che alloggia le celle protette. Il EqC è unito in politetrafluoroetilene -; una membrana semipermeabile con i pori che permettono i liquidi dentro. Una membrana interna supplementare che circonda il cc tiene conto selettivamente il trasporto nutriente e protegge dalle risposte immunitarie. I liquidi irrorati attraversano una fibra cava porosa che raggiunge il cc ad una simile concentrazione di sostanze nutrienti come il tessuto che circonda l'innesto. La fibra cava permette che l'insulina ed il glucosio passino liberamente ma che non permette le molecole immuni chiave in quanto potrebbe attaccare le celle incapsulate.

“L'applicazione del gambo cella-ha derivato gli isolotti per trattare autoimmune o il diabete di tipo 1 ora si è mosso verso il punto di individuazione del metodo per proteggere le celle dal rifiuto immune e massimizzando la loro sopravvivenza e funzionare dopo trapianto,„ ha detto il co-author Doug Melton, PhD, del dipartimento della cellula staminale e della biologia a ricupero all'istituto della cellula staminale di Harvard. “il macroencapsulation Convezione-migliorato può bene essere un approccio possibile per raggiungere tutti questi scopi.„

L'unità offre molti vantaggi sopra le pompe convenzionali dell'insulina e che permette che le celle secernano l'insulina a richiesta e smettano rapidamente di secernere l'insulina mentre i livelli del glucosio di sangue diminuiscono. Nei modelli del roditore del diabete di tipo 1, il ceMED ha migliorato la sopravvivenza e le secrezioni dell'insulina delle celle ed ha cominciato a fare diminuire il livello del glucosio di sangue fin da un post-trapianto dei due giorni.

“L'unità del ceMED ha il potenziale di essere un Autonomous System che non richiederebbe il riempimento di costante e la sostituzione delle cartucce dell'insulina,„ ha detto l'autore principale Kisuk Yang, il PhD, un ex collega postdottorale nel laboratorio di Karp ed ora la facoltà alla divisione della bioingegneria all'università nazionale di Incheon in Corea del Sud.

“dovuto la sua risposta, questa unità ed il romanzo flusso-ha migliorato l'approccio potrebbe essere particolarmente utile per i diabetici “friabili„, la gente di cui il diabete provoca i basculaggi asse verticali imprevedibili nelle glicemie,„ Eoin aggiunto O'Cearbhaill, il PhD (ora all'università Dublino, Irlanda), un co-author che ha contribuito a sviluppare questo concetto mentre lavorava come collega postdottorale nel laboratorio di Karp. Il gruppo prende atto degli orientamenti futuri che dovranno essere perseguiti per portare l'unità alla clinica, compreso la operazione di disgaggio sulla capacità di carico delle cellule e l'ottimizzazione del sistema di flusso irrorato per uso umano.

“In generale, questi risultati evidenziano i vantaggi significativi di ceMED sopra alle le unità basate a diffusione esistenti compreso la sopravvivenza migliore delle cellule, l'incapsulamento fibroso diminuito che può compromettere col passare del tempo la funzionalità e le tariffe avanti/stop più rapide per la secrezione dell'insulina„ hanno detto Karp. “Questo approccio ha il potenziale di migliorare il successo delle terapie della sostituzione delle cellule del β per aiutare molti pazienti di T1D e le loro famiglie a gestire questa malattia provocatoria.„

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.