Gelul antioxidant păstrează funcția insulelor după îndepărtarea pancreasului

Cercetătorii de la Universitatea Northwestern au dezvoltat un nou biomaterial antioxidant care ar putea, în viitor, să le facă viața mult mai ușoară persoanelor care suferă de pancreatită cronică.

Principalele constatări ale studiului

Lucrarea, intitulată „Macromolecula de citrat cu schimbare de fază combate deteriorarea oxidativă a insulelor pancreatice, permite grefarea și funcția insulelor în omentum”, a fost publicată pe 7 iunie în revista Science Advances.

Înainte ca chirurgii să îndepărteze pancreasul de la pacienții cu pancreatită cronică severă și dureroasă, aceștia îndepărtează mai întâi grupuri de țesut producător de insulină numite insulițe Langerhans și le transplantează în sistemul vascular al ficatului. Scopul transplantului este de a păstra capacitatea pacientului de a controla nivelurile de glucoză din sânge fără injecții cu insulină.

Din păcate, acest proces distruge 50-80% din insule, iar o treime dintre pacienți devin diabetici după operație. La trei ani după operație, 70% dintre pacienți necesită injecții cu insulină, ceea ce este însoțit de o serie de efecte secundare, cum ar fi creșterea în greutate, hipoglicemia și oboseala.

O nouă abordare a transplantului

În noul studiu, oamenii de știință au transplantat insulele Langerhans în epiploon, un țesut adipos mare și plat care căptușește intestinele, în loc de ficat. Pentru a crea un micromediu mai favorabil pentru insule, cercetătorii au folosit un biomaterial antioxidant și antiinflamator care se transformă rapid din lichid în gel la temperatura corpului.

Rezultatele experimentelor pe animale

În experimentele efectuate pe șoareci și primate, gelul a prevenit cu succes stresul oxidativ și reacțiile inflamatorii, îmbunătățind semnificativ supraviețuirea și funcționalitatea insulelor transplantate. Aceasta este prima dată când un gel antioxidant sintetic a fost utilizat pentru a păstra funcționalitatea insulelor transplantate.

„Deși transplantul de insule s-a îmbunătățit în ultimii ani, rezultatele pe termen lung rămân nesatisfăcătoare”, a declarat Guillermo A. Ameer, care a condus studiul. „Noul nostru material sintetic creează un micromediu favorabil funcției insulelor. În testele pe animale, s-a dovedit a fi extrem de eficient și a restabilit nivelurile normale de zahăr din sânge.”

Avantajele noului biomaterial

„Cu această nouă abordare, sperăm că pacienții nu vor mai fi obligați să aleagă între durerea pancreatitei cronice și complicațiile diabetului”, a adăugat Jacqueline Burke, prima autoare a studiului.

Rol și perspective

Pentru pacienții care trăiesc fără pancreas, efectele secundare, cum ar fi gestionarea nivelului de zahăr din sânge, pot fi o provocare pe tot parcursul vieții. Insulele Langerhans ajută organismul să mențină controlul asupra nivelului de zahăr din sânge. Fără insule funcționale, oamenii trebuie să își monitorizeze frecvent nivelul de zahăr din sânge și să își injecteze insulină.

„Viața fără insule funcționale pune o povară uriașă asupra pacienților”, a spus Burke. „Trebuie să învețe să numere carbohidrații, să dozeze insulina la momentul potrivit și să își monitorizeze constant nivelul de glucoză. Le consumă mult timp și energie mentală.”

Probleme cu metoda actuală

Din păcate, însă, standardul actual de îngrijire a insulelor duce adesea la rezultate slabe. După intervenția chirurgicală de îndepărtare a pancreasului, chirurgii izolează insulele și le transplantează în ficat prin perfuzie în vena portă. Această procedură are câteva complicații comune. Insulele care intră în contact direct cu fluxul sanguin suferă un răspuns inflamator, mai mult de jumătate dintre insule mor, iar insulele transplantate pot provoca cheaguri de sânge periculoase în ficat. Din aceste motive, medicii și cercetătorii au căutat un loc alternativ de transplant.

O nouă abordare utilizând soluția de citrat

Pentru a proteja insulele și a îmbunătăți rezultatele, Ameer a apelat la o platformă de biomateriale pe bază de citrat, dezvoltată în laboratorul său, cu proprietăți antioxidante. În culturile celulare, atât insulele de șoarece, cât și cele umane, stocate în gel de citrat, au rămas viabile mult mai mult timp decât insulele din alte soluții. Când au fost expuse la glucoză, insulele au secretat insulină, demonstrând o funcționalitate normală.

Integrarea în țesuturi

După trei luni, organismul reabsorbise 80 până la 90% din gelul biocompatibil, moment în care acesta nu mai era necesar. „Ceea ce a fost uimitor a fost că insulele au regenerat vasele de sânge”, a spus Ameer. „Corpul a creat o rețea de noi vase de sânge pentru a conecta insulele la corp. Aceasta este o descoperire importantă, deoarece vasele de sânge mențin insulele vii și sănătoase.”

Ameer intenționează să testeze hidrogelul pe modele animale pe o perioadă mai lungă de timp. De asemenea, el a menționat că noul hidrogel ar putea fi utilizat pentru o varietate de terapii de înlocuire celulară, inclusiv terapia cu celule stem pentru diabet.