Antioksidativni gel čuva funkciju otočića nakon uklanjanja gušterače

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

Ključni nalazi studije

Rad pod nazivom "Fazno promjenjiva makromolekula citrata suzbija oksidativno oštećenje otočića gušterače, omogućuje usađivanje i funkciju otočića u omentumu" objavljen je 7. lipnja u časopisu Science Advances.

Prije nego što kirurzi uklone gušteraču pacijentima s teškim, bolnim kroničnim pankreatitisom, prvo uklanjaju nakupine tkiva koje proizvodi inzulin, zvane Langerhansovi otočići, i transplantiraju ih u krvožilni sustav jetre. Cilj transplantacije je očuvati pacijentovu sposobnost kontrole razine 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 Langerhansove otočiće presadili u omentum, veliko, ravno masno tkivo koje oblaže crijeva, umjesto u jetru. Kako bi stvorili povoljnije mikrookruženje za otočiće, istraživači su koristili antioksidativni i protuupalni biomaterijal koji se na tjelesnoj temperaturi brzo pretvara iz tekućine u gel.

Rezultati pokusa na životinjama

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

„Iako se transplantacija otočića poboljšala posljednjih godina, dugoročni rezultati ostaju nezadovoljavajući“, rekao je Guillermo A. Ameer, koji je vodio studiju. „Naš novi sintetički materijal stvara potporno mikrookruženje za funkciju otočića. U testiranjima na životinjama pokazao se vrlo učinkovitim i vratio je normalnu razinu 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 kontrole razine šećera u krvi mogu biti cjeloživotni izazov. Langerhansovi otočići pomažu tijelu da održi kontrolu nad razinom šećera u krvi. Bez funkcionalnih otočića, ljudi moraju često pratiti razinu šećera u krvi i ubrizgavati inzulin.

„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 skrbi za otočiće često dovodi do loših ishoda. Nakon operacije uklanjanja gušterače, kirurzi izoliraju otočiće i transplantiraju ih u jetru putem infuzije u portalnu venu. Ovaj postupak ima nekoliko uobičajenih komplikacija. Otočići u izravnom kontaktu s krvotokom prolaze kroz upalnu reakciju, više od polovice otočića umire, a transplantirani otočići mogu uzrokovati opasne krvne ugruške u jetri. Iz tih razloga liječnici i istraživači traže alternativno mjesto za transplantaciju.

Novi pristup korištenjem otopine citrata

Kako bi zaštitio otočiće i poboljšao ishode, Ameer se okrenuo citratnoj biomaterijali platformi razvijenoj u njegovom laboratoriju s antioksidativnim svojstvima. U staničnim kulturama, 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 tkiva

Nakon tri mjeseca, tijelo je reapsorbiralo 80 do 90 posto biokompatibilnog gela, do kada više nije bio potreban. „Nevjerojatno je bilo to što su otočići regenerirali krvne žile“, rekao je Ameer. „Tijelo je stvorilo mrežu novih krvnih žila kako bi povezalo otočiće s tijelom. Ovo je važan proboj jer krvne žile održavaju otočiće živima i zdravima.“

Ameer planira sljedeće testirati hidrogel na životinjskim modelima tijekom duljeg vremenskog razdoblja. Također je napomenuo da bi se novi hidrogel mogao koristiti za razne terapije zamjene stanica, uključujući terapiju matičnim stanicama za dijabetes.