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MEDs convecção-aumentado novo podia oferecer mais rapidamente, um tratamento mais eficaz para pacientes de T1D

Mais de 40 milhões de pessoas no mundo inteiro são afectados com tipo - 1 diabetes (T1D) mellitus, uma doença auto-imune em que a insulina que produz β-pilhas no pâncreas é destruída pelo sistema imunitário. Hoje, há diversos métodos de tratamento novos e emergentes para o tipo - 1 diabetes, incluindo dispositivos do macroencapsulation (MEDs) -; compartimentos projetados abrigar e proteger a insulina-segregação de pilhas. Como um fato de armadura em torno de um cavaleiro, o MEDs protege as pilhas dentro dele do ataque (do sistema imunitário do anfitrião) ao permitir nutrientes dentro e para fora de modo que as pilhas possam continuar a sobreviver. Mas MEDs tem diversas limitações e escalar acima de tais dispositivos para o uso nos seres humanos foi desafiante.

Uma equipe dos pesquisadores de Brigham e do hospital das mulheres em colaboração com colegas na Universidade de Harvard e a universidade da Faculdade de Medicina de Massachusetts projectou um MED convecção-aumentado (ceMED), que pudesse continuamente banhar pilhas nos nutrientes que precisam e melhoram a capacidade de carga da pilha, ao aumentar a sobrevivência da pilha, a sensibilidade da glicose e a secreção oportuna da insulina. Em modelos pré-clínicos, o ceMED respondeu ràpida aos níveis do açúcar no sangue no prazo de dois dias da implantação. Os resultados são publicados nas continuações da Academia Nacional das Ciências.

Agradecimentos aos avanços recentes, nós estamos obtendo cada vez mais perto de ter uma fonte ilimitada β-como de pilhas que podem responder à glicose segregando a insulina, mas o desafio seguinte está obtendo aquelas pilhas no corpo em uma maneira que seja mìnima invasora e tenha a longevidade com função máxima. Nosso dispositivo demonstrado aumentou a viabilidade da pilha e o atraso mínimo depois da transplantação. É uma prova de conceito pré-clínica forte para este sistema.”

Jeff Karp, PhD, autor correspondente, investigador principal e distinta cadeira na medicina clínica da anestesiologia, a Perioperative e da dor

MEDs actual é dependente da difusão -; os nutrientes difundem através da membrana exterior do dispositivo e somente um número de pilhas podem receber nutrientes e oxigênio e, para segregar por sua vez a insulina. O ceMED foi projectado fornecer nutrientes convective com um fluxo contínuo do líquido às pilhas encapsuladas, permitindo que as camadas múltiplas de pilhas cresçam e sobrevivam. O protótipo da equipe caracteriza duas câmaras -; uma câmara do equilíbrio (EqC) que recolha nutrientes dos arredores e de uma câmara da pilha (CC) que abrigue as pilhas protegidas. O EqC é encerrado no polytetrafluoroethylene -; uma membrana semi-permeável com poros que permitem líquidos dentro. Uma membrana interna adicional que cerca o centímetro cúbico permite selectivamente o transporte nutriente e protege contra respostas imunes. Os líquidos Perfused correm através de uma fibra oca porosa que alcança o centímetro cúbico em uma concentração similar de nutrientes como o tecido que cerca o implante. A fibra oca permite que a insulina e a glicose passem livremente mas não permite as moléculas imunes chaves naquela poderia atacar as pilhas encapsuladas.

“A aplicação da haste pilha-derivou ilhotas para tratar auto-imune ou o tipo - 1 diabetes tem-se movido agora para o ponto de encontrar um método para proteger as pilhas da rejeção imune e maximizando sua sobrevivência e para funcionar depois da transplantação,” disse o co-autor Doug Melton, PhD, do departamento da célula estaminal e da biologia regenerativa no instituto da célula estaminal de Harvard. “o macroencapsulation Convecção-aumentado pode bem ser uma aproximação viável para conseguir todos estes objetivos.”

O dispositivo oferece muitas vantagens sobre as bombas convencionais da insulina e permite que as pilhas segreguem a insulina por encomenda e parem-na de rapidamente segregar a insulina enquanto os níveis da glicemia diminuem. Em modelos do roedor do tipo - 1 diabetes, o ceMED aumentou a sobrevivência e as secreções da insulina das pilhas e começou a diminuir o nível da glicemia a partir de uma cargo-transplantação de dois dias.

“O dispositivo do ceMED tem o potencial ser um Autonomous System que não exija o reenchimento da constante e a substituição de cartuchos da insulina,” disse o autor principal Kisuk Yang, PhD, um companheiro pos-doctoral anterior no laboratório de Karp e agora faculdade na divisão da tecnologia biológica na universidade nacional de Incheon em Coreia do Sul.

“Devido a sua compreensibilidade, a este dispositivo e a novela fluxo-aumentou a aproximação poderia ser particularmente útil para diabéticos “frágeis”, os povos cujo o diabetes conduz aos balanços imprevisíveis no açúcar no sangue nivela,” Eoin adicionado O'Cearbhaill, PhD (agora no University College Dublin, na Irlanda), um co-autor que ajude a desenvolver este conceito ao trabalhar como um companheiro pos-doctoral no laboratório de Karp. A equipe nota os sentidos futuros que deverão ser levados a cabo para trazer o dispositivo à clínica, incluindo a escamação acima da capacidade de carga da pilha e o aperfeiçoamento do sistema de fluxo perfused para o uso humano.

“Total, estes resultados destacam vantagens significativas do ceMED sobre os dispositivos difusão-baseados existentes que incluem a sobrevivência melhorada da pilha, a capsulagem fibrosa reduzida que pode comprometer a funcionalidade ao longo do tempo, e mais rápido e fora de taxas para a secreção da insulina” disse Karp. “Esta aproximação tem o potencial aumentar o sucesso de terapias da substituição da pilha do β para ajudar muitos pacientes de T1D e suas famílias a controlar esta doença desafiante.”

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.