Sztuczna trzustka potencjalnym rozwiązaniem problemu cukrzycy typu 1
Cukrzyca typu 1 to problem, który dotyczy ponad 2,2 miliona osób w Europie. Nie istnieje lekarstwo na tę chorobę, która powoduje, że układ odpornościowy organizmu atakuje komórki produkujące insulinę. Można jedynie kontrolować jej objawy przez ciągłe monitorowanie poziomu cukru we krwi i zastrzyki insuliny. Dostępne są bardziej zaawansowane leki, ale ich stosowanie wiąże się z ograniczeniami i ryzykiem. „Chociaż istniejące metody leczenia, takie jak przeszczep wysepek trzustkowych, mogą pomóc niektórym pacjentom, problemem pozostaje brak ludzkich dawców i potrzeba dożywotniego przyjmowania immunosupresantów”, mówi Ekaterine Berishvili(odnośnik otworzy się w nowym oknie), lekarka i profesor nadzwyczajna w Szkole Medycznej Uniwersytetu w Genewie(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Szwajcarii. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu VANGUARD(odnośnik otworzy się w nowym oknie) miał na celu rozszerzenie możliwości leczenia. „Naszym celem było zaprojektowanie biologicznej sztucznej trzustki, konstruktu zawierającego klastry komórek produkujących insulinę osadzone w ochronnym biomateriale, który może przywrócić prawidłowy poziom cukru we krwi bez konieczności polegania na narządach dawców lub tłumienia układu odpornościowego pacjenta”, dodaje Berishvili, która pełniła funkcję koordynatorki projektu. W ciągu pięciu lat trwania projektu sześć instytucji partnerskich(odnośnik otworzy się w nowym oknie) opracowało możliwy do odzyskania implant medyczny, który pełni rolę trzustki i przywraca możliwość regulacji poziomu glukozy w organizmie pacjenta.
Korzyści biologicznej sztucznej trzustki
Innowacyjne urządzenie zawiera w sobie szereg przełomowych rozwiązań. Jednym z nich jest Amniogel - hydrożelowe rusztowanie opracowane na podstawie błony owodniowej organizmu. „Amniogel chroni przeszczepione komórki, sprzyja powstawaniu wokół nich naczyń krwionośnych i zapewnia częściową ochronę immunologiczną; ponadto wszystko to jest możliwe przy zachowaniu zgodności z produkcją farmaceutyczną”, wyjaśnia Berishvili. Produkt został uznany przez Radar Innowacji Komisji Europejskiej(odnośnik otworzy się w nowym oknie) za gotowy do wprowadzenia na rynek i charakteryzujący się wysokim potencjałem komercjalizacji. Zespół opracował także wstępnie unaczynione ludzkie i świńskie organoidy, trójwymiarowe skupiska komórek wytwarzających insulinę w połączeniu z komórkami tworzącymi naczynia krwionośne. Po wprowadzeniu ich do Amniogelu uzyskuje się kompletną sztuczną trzustkę. „Wszystkie te rozwiązania pokazują, że niezależne od dawcy, wstępnie unaczynione sztuczne trzustki mogą przywrócić prawidłowy poziom cukru we krwi - to osiągnięcie, które nie było możliwe jeszcze pięć lat temu”, zauważa Berishvili.
Droga do skutecznego leku na cukrzycę typu 1
Zdaniem Berishvili, fakt, że zespół był w stanie opracować swoje rozwiązanie przy użyciu komórek pochodzących od świń, jest szczególnie istotny. „Jedną z największych przeszkód utrudniających rozwój jakiejkolwiek terapii komórkowej jest niedobór ludzkich dawców”, mówi. „Komórki świń stanowią potencjalnie nieograniczone, odnawialne źródło, a ksenotransplantacja - niegdyś postrzegana jako mrzonka - jest obecnie poważną i szybko rozwijającą się dziedziną nauki”. Rozwiązanie opracowane w ramach projektu zostało pomyślnie zweryfikowane w badaniach przedklinicznych. Możliwe jest także wykorzystanie go do leczenia chorób niebędących cukrzycą. Amniogel może stanowić rusztowanie dla wielu innych rodzajów komórek, może też znaleźć zastosowanie w innych obszarach inżynierii tkankowej. Z kolei skalowalne metody produkcji organoidów opracowane w ramach projektu torują drogę do opracowania terapii komórkowych, które mogą być wykorzystywane w szerszym zakresie w medycynie regeneracyjnej. Naukowcy pracują obecnie nad udoskonaleniem strategii ochrony immunologicznej rozwiązania, badaniem nowych miejsc implantacji i projektowaniem pierwszego badania klinicznego z udziałem ludzkich pacjentów, aby umożliwić wykorzystanie rozwiązania w warunkach klinicznych. „Droga do skutecznego leczenia cukrzycy typu 1, która nie zależy od rzadkich dawców lub dożywotniego przyjmowania immunosupresantów, jest widoczna lepiej niż kiedykolwiek wcześniej”, podsumowuje Berishvili.
