Antioksüdantide geel säilitab saarekeste funktsiooni pärast kõhunäärme eemaldamist

Northwesterni ülikooli teadlased on välja töötanud uue antioksüdantse biomaterjali, mis võiks tulevikus kroonilise pankreatiidi all kannatavate inimeste elu palju lihtsamaks muuta.

Uuringu peamised tulemused

Artikkel pealkirjaga „Faasimuutev tsitraadi makromolekul võitleb pankrease saarekeste oksüdatiivse kahjustusega, võimaldab saarekeste siirdumist ja toimimist omentumis“ avaldati 7. juunil ajakirjas Science Advances.

Enne kui kirurgid eemaldavad raske ja valuliku kroonilise pankreatiidiga patsientidelt kõhunäärme, eemaldavad nad kõigepealt insuliini tootvate kudede klastrid, mida nimetatakse Langerhansi saarekesteks, ja siirdavad need maksa veresoonkonda. Siirdamise eesmärk on säilitada patsiendi võime kontrollida veresuhkru taset ilma insuliinisüstideta.

Kahjuks hävitab see protsess 50–80% saarekestest ning kolmandik patsientidest haigestub pärast operatsiooni diabeeti. Kolm aastat pärast operatsiooni vajab 70% patsientidest insuliinisüste, millega kaasneb hulk kõrvaltoimeid, nagu kaalutõus, hüpoglükeemia ja väsimus.

Uus lähenemine siirdamisele

Uues uuringus siirdasid teadlased Langerhansi saarekesi maksa asemel omentumisse, mis on soolestikku vooderdav suurde lamedasse rasvkoesse. Saarekestele soodsama mikrokeskkonna loomiseks kasutasid teadlased antioksüdantset ja põletikuvastast biomaterjali, mis kehatemperatuuril kiiresti vedelast geeliks muutub.

Loomkatsete tulemused

Hiirte ja primaatidega tehtud katsetes ennetas geel edukalt oksüdatiivset stressi ja põletikulisi reaktsioone, parandades oluliselt siirdatud saarekeste ellujäämist ja funktsionaalsust. See on esimene kord, kui sünteetilist antioksüdantgeeli on kasutatud siirdatud saarekeste funktsionaalsuse säilitamiseks.

„Kuigi saarekeste siirdamine on viimastel aastatel paranenud, on pikaajalised tulemused endiselt ebarahuldavad,“ ütles uuringut juhtinud Guillermo A. Ameer. „Meie uus sünteetiline materjal loob saarekeste toimimiseks toetava mikrokeskkonna. Loomkatsetes osutus see väga tõhusaks ja taastas normaalse veresuhkru taseme.“

Uue biomaterjali eelised

„Selle uue lähenemisviisiga loodame, et patsiendid ei pea enam valima kroonilise pankreatiidi valu ja diabeedi tüsistuste vahel,“ lisas uuringu esimene autor Jacqueline Burke.

Roll ja väljavaated

Ilma kõhunäärmeta elavatele patsientidele võivad kõrvaltoimed, näiteks veresuhkru taseme reguleerimine, olla elukestev väljakutse. Langerhansi saarekesed aitavad organismil veresuhkru taset kontrolli all hoida. Ilma toimivate saarekesteta peavad inimesed sageli jälgima oma veresuhkru taset ja süstima insuliini.

„Elu ilma funktsionaalsete saarekesteta paneb patsientidele tohutu koormuse,“ ütles Burke. „Nad peavad õppima süsivesikuid lugema, insuliini õigel ajal manustama ja pidevalt oma glükoositaset jälgima. See võtab palju nende aega ja vaimset energiat.“

Praeguse meetodi probleemid

Kuid kahjuks viib praegune pankrease saarekeste ravi standard sageli halbade tulemusteni. Pärast kõhunäärme eemaldamise operatsiooni isoleerivad kirurgid saarekesed ja siirdavad need maksa portaalveeni infusiooni teel. Sellel protseduuril on mitu levinud tüsistust. Vereringega otseses kontaktis olevad saarekesed läbivad põletikulise reaktsiooni, enam kui pooled saarekesed surevad ja siirdatud saarekesed võivad põhjustada maksas ohtlikke verehüübeid. Nendel põhjustel on arstid ja teadlased otsinud alternatiivset siirdamiskohta.

Uus meetod tsitraadilahuse kasutamisel

Saarerakkude kaitsmiseks ja tulemuste parandamiseks pöördus Ameer oma laboris välja töötatud antioksüdantsete omadustega tsitraatbiomaterjali platvormi poole. Rakukultuurides jäid nii hiire kui ka inimese saarerakud tsitraatgeelis elujõuliseks palju kauem kui teistes lahustes olevad saarerakud. Glükoosiga kokkupuutel eritasid saarerakud insuliini, mis näitas normaalset funktsioneerimist.

Integreerumine kudedesse

Kolme kuu pärast oli keha taasimanud 80–90 protsenti bioühilduvast geelist, milleks ajaks polnud seda enam vaja. „Hämmastav oli see, et saarekesed taastasid veresooni,“ ütles Ameer. „Keha lõi uute veresoonte võrgustiku, et ühendada saarekesi kehaga. See on oluline läbimurre, sest veresooned hoiavad saarekesi elus ja tervena.“

Ameer plaanib järgmisena hüdrogeeli pikema aja jooksul loommudelites testida. Ta märkis ka, et uut hüdrogeeli saaks kasutada mitmesuguste rakkude asendusravi puhul, sealhulgas tüvirakkude ravis diabeedi korral.