Antioksidativni gel čuva funkciju otočića nakon uklanjanja gušterače

Istraživači sa Sveučilišta Northwestern razvili su novi antioksidativni biomaterijal koji bi u budućnosti mogao značajno olakšati život ljudima koji pate od kroničnog pankreatitisa.

Glavni zaključci studije

Članak "Makromolekula citrata koja mijenja fazu bori se protiv oksidativnog oštećenja otočića pankreasa, omogućuje usađivanje otočića i funkcioniranje u omentumu" objavljen je 7. Lipnja u časopisu Science Advances. p>

Prije nego što kirurzi uklone gušteraču pacijentima s teškim, bolnim kroničnim pankreatitisom, prvo uklone nakupine tkiva koje proizvodi inzulin zvane Langerhansovi otočići i presade ih u krvožilni sustav jetre. Svrha transplantacije je očuvati sposobnost pacijenta da kontrolira razinu glukoze u krvi bez injekcija inzulina.

Nažalost, ovaj proces uništava 50-80% otočića, a trećina pacijenata nakon operacije postaje dijabetičar. Tri godine nakon operacije, 70% pacijenata treba injekcije inzulina, što je popraćeno nizom nuspojava poput debljanja, hipoglikemije i umora.

Novi pristup transplantaciji

U novoj studiji znanstvenici su presadili Langerhansove otočiće u omentum, veliko, ravno masno tkivo koje prekriva crijeva, umjesto jetre. Kako bi stvorili povoljnije mikrookruženje za otočiće, istraživači su koristili antioksidativni i protuupalni biomaterijal koji se brzo pretvara iz tekućine u gel na tjelesnoj temperaturi.

Rezultati pokusa na životinjama

U pokusima na miševima i primatima, gel je uspješno spriječio oksidativni stres i upalne reakcije, značajno poboljšavajući preživljavanje i funkcionalnost presađenih otočića. Ovo je prvi put da je korišten sintetski antioksidativni gel za očuvanje funkcionalnosti transplantiranih otočića.

"Iako se transplantacija otočića poboljšala posljednjih godina, dugoročni rezultati i dalje su nezadovoljavajući", rekao je Guillermo A. Ameer, koji je vodio studiju. "Naš novi sintetski materijal stvara mikrookruženje koje podržava funkciju otočića. Kada je testiran na životinjama, bio je vrlo učinkovit u ponovnom uspostavljanju normalne razine šećera u krvi."

Prednosti novog biomaterijala

"S ovim novim pristupom nadamo se da pacijenti više neće biti prisiljeni birati između boli kroničnog pankreatitisa i komplikacija dijabetesa", dodala je Jacqueline Burke, prva autorica studije.

Uloga i izgledi

Za pacijente koji žive bez gušterače, nuspojave poput upravljanja razinama šećera u krvi mogu biti doživotni problem. Langerhansovi otočići pomažu tijelu u održavanju kontrole razine šećera u krvi. Bez funkcionalnih otočića ljudi moraju često kontrolirati šećer u krvi i uzimati injekcije inzulina.

"Život bez funkcionalnih otočića predstavlja ogroman teret za pacijente", rekao je Burke. "Moraju naučiti brojati ugljikohidrate, dozirati inzulin u pravo vrijeme i stalno pratiti razinu glukoze. To im oduzima puno vremena i mentalne energije."

Problemi s trenutnom metodom

Nažalost, trenutni standard brige o otočićima često dovodi do loših rezultata. Nakon operacije uklanjanja gušterače, kirurzi izoliraju otočiće i transplantiraju ih u jetru putem infuzije u portalnoj veni. Ovaj postupak ima nekoliko uobičajenih komplikacija. Otočići koji su u izravnom kontaktu s krvotokom podliježu upalnom odgovoru, više od polovice otočića umire, a presađeni otočići mogu uzrokovati opasne krvne ugruške u jetri. Iz tih su razloga liječnici i istraživači tražili alternativno mjesto za transplantaciju.

Novi pristup korištenjem otopine citrata

Kako bi zaštitio otočiće i poboljšao rezultate, Ameer se okrenuo platformi citratnih biomaterijala s antioksidativnim svojstvima razvijenim u svom laboratoriju. U kulturama stanica, i mišji i ljudski otočići pohranjeni u citratnom gelu ostali su održivi mnogo dulje od otočića u drugim otopinama. Kada su bili izloženi glukozi, otočići su lučili inzulin, pokazujući normalnu funkcionalnost.

Integracija u tkanine

Nakon tri mjeseca tijelo je ponovno apsorbiralo 80-90% biokompatibilnog gela i do tog trenutka više nije bio potreban. "Ono što je bilo iznenađujuće je da su otočići regenerirali krvne žile", rekao je Ameer. "Tijelo je stvorilo mrežu novih krvnih žila koje povezuju otočiće s tijelom. Ovo je važan napredak jer krvne žile održavaju otočiće živima i zdravima."

Ameer sljedeći put planira testirati hidrogel na životinjskim modelima tijekom duljeg vremenskog razdoblja. Također je istaknuo da bi se novi hidrogel mogao koristiti za razne terapije zamjene stanica, uključujući matične stanice za liječenje dijabetesa.