Разработана "интеллектуальная поджелудочная железа"

С помощью 3D-печати и интеллектуальных биоматериалов, защищающих имплантированные клетки от иммунной системы, ученые из Университета Райса (США) разрабатывают имплантант для диабетиков 1 типа, который автоматически регулирует уровень глюкозы в крови – сообщает портал «Научная Россия»¹.

Авторы разработки использовали бета-клетки, вырабатывающие инсулин, изготовленные из стволовых клеток человека, для создания имплантата, который определяет и регулирует уровень глюкозы в крови – отмечается в пресс-релизе университета². В настоящее время они испытывают имплантант на модели мышей, чтобы показать, что он может должным образом регулировать уровень глюкозы в крови животных, страдающих диабетом, по крайней мере в течение шести месяцев. Для этого они стремятся придать своим сконструированным бета-клеткам способность реагировать на быстрые изменения уровня сахара в крови.

“Мы должны поместить имплантированные клетки в непосредственной близости от кровотока, чтобы бета-клетки могли чувствовать изменения уровня глюкозы в крови и быстро реагировать на них”, - сказал один из авторов. В идеале клетки, вырабатывающие инсулин, будут находиться на расстоянии не более 100 микрон от кровеносного сосуда, отметил он.

“Мы используем комбинацию предварительной васкуляризации с помощью продвинутой 3D-биопечати и опосредованного организмом ремоделирования сосудов, чтобы каждый имплантат мог интегрироваться”, - сказал автор.

Клетки, вырабатывающие инсулин, будут защищены гидрогелевой формулой, разработанной исследователями. Гидрогелевый материал, который доказал свою эффективность для инкапсуляции клеток в сферы, имеет поры, достаточно маленькие, чтобы защитить клетки внутри от реакции иммунной системы, но достаточно большие, чтобы обеспечить прохождение питательных веществ и инсулина². Внутри пор могут проходить и кровеносные сосуды. Также ученые добавили биопокрытие, которые не позволяют организму отторгать гель¹.

Если имплант слишком медленно реагирует на высокий или низкий уровень сахара в крови, задержка может вызвать эффект американских горок, когда уровень инсулина постоянно повышается и падает до опасного уровня¹.

«Устранение этой задержки – огромная проблема в этой области, – сказал один из авторов. – Когда вы даете мыши – и, в конечном счете, человеку – глюкозу, имитируя прием пищи, сколько времени ей требуется, чтобы достичь наших клеток, и как быстро выходит инсулин?»¹.

Включив кровеносные сосуды в свой имплантат, исследователи надеются, что их ткани бета-клеток будут вести себя таким образом, чтобы более точно имитировать естественное функционирование поджелудочной железы².

Нам остается ждать завершения этого этапа экспериментов и начала клинических испытаний разработанной модели.