นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าการใช้อุปกรณ์ขนาดเล็กเพื่อปลูกฝังเซลล์ที่สร้างอินซูลินรักษาโรคเบาหวานในหนูทดลอง

เมื่อฝังแล้ว เซลล์จะหลั่งอินซูลินเพื่อตอบสนองต่อน้ำตาลในเลือด การรักษาเบาหวานกลับคืนมาโดยไม่ต้องใช้ยาไปกดภูมิคุ้มกัน

เจฟฟรีย์ อาร์. มิลล์แมน รองศาสตราจารย์ด้านการแพทย์จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันในเมืองเซนต์หลุยส์และคณะ กล่าวว่า "เราสามารถนำผิวหนังหรือเซลล์ไขมันของบุคคลมาทำเป็นเซลล์ต้นกำเนิด จากนั้นจึงขยายเซลล์ต้นกำเนิดเหล่านั้นให้เป็นเซลล์ที่สร้างอินซูลินได้" -ผู้ตรวจสอบอาวุโสของกระดาษใน วิทยาศาสตร์การแพทย์ translational.

“ปัญหาอยู่ที่ว่าในคนที่มี โรคเบาหวานชนิดที่ 1ระบบภูมิคุ้มกันจะโจมตีเซลล์ที่สร้างอินซูลินและทำลายเซลล์เหล่านั้น ในการนำเซลล์เหล่านั้นไปใช้บำบัด เราจำเป็นต้องมีอุปกรณ์สำหรับสร้างเซลล์ที่หลั่งอินซูลินเพื่อตอบสนองต่อน้ำตาลในเลือด ในขณะเดียวกันก็ปกป้องเซลล์เหล่านั้นจากการตอบสนองของภูมิคุ้มกันด้วย

ในการวิจัยก่อนหน้านี้ Millman ซึ่งเป็นรองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์ได้พัฒนาและฝึกฝนวิธีการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดพลูริโพเทนต์ที่เหนี่ยวนำ และจากนั้นจึงปลูกเซลล์ต้นกำเนิดเหล่านั้นให้กลายเป็นเซลล์เบต้าที่สร้างอินซูลิน ก่อนหน้านี้ Millman ใช้เซลล์เบต้าเหล่านี้เพื่อย้อนกลับโรคเบาหวานในหนู แต่ก็ยังไม่ชัดเจนว่าเซลล์ที่สร้างอินซูลินอาจถูกฝังเข้าไปในผู้ป่วยเบาหวานได้อย่างปลอดภัยได้อย่างไร

“อุปกรณ์ซึ่งมีความกว้างประมาณสองสามเส้นของผม มีรูพรุนขนาดเล็ก โดยช่องเปิดเล็กเกินไปสำหรับเซลล์อื่นๆ ที่จะบีบเข้าไป ดังนั้นเซลล์ที่สร้างอินซูลินจึงไม่ถูกทำลายโดยเซลล์ภูมิคุ้มกัน ซึ่งก็คือ ใหญ่กว่าช่องเปิด” Millman กล่าว

“ความท้าทายประการหนึ่งในสถานการณ์นี้คือการปกป้องเซลล์ภายในของรากฟันเทียมโดยไม่ทำให้พวกมันต้องอดอาหาร พวกเขายังต้องการสารอาหารและออกซิเจนจากเลือดเพื่อให้มีชีวิตอยู่ ด้วยอุปกรณ์นี้ ดูเหมือนว่าเราได้ทำบางสิ่งในสิ่งที่คุณอาจเรียกว่าโซน Goldilocks ซึ่งเซลล์สามารถรู้สึกได้ภายในอุปกรณ์และยังคงแข็งแรงและทำงานได้โดยปล่อย อินซูลิน ตอบสนองต่อระดับน้ำตาลในเลือด”

ห้องปฏิบัติการของ Millman ทำงานร่วมกับนักวิจัยในห้องทดลองของ Minglin Ma รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์ที่มหาวิทยาลัย Cornell หม่าได้ทำงานเพื่อพัฒนาวัสดุชีวภาพที่สามารถช่วยปลูกฝังเซลล์เบตาได้อย่างปลอดภัยในสัตว์และในที่สุดผู้ป่วยเบาหวานชนิดที่ 1

นักวิจัยได้ลองปลูกถ่ายอวัยวะหลายครั้งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยมีระดับความสำเร็จที่แตกต่างกันไป สำหรับการศึกษาครั้งนี้ Ma ผู้ร่วมวิจัยอาวุโสคนอื่น ๆ และเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาสิ่งที่พวกเขาเรียกว่าอุปกรณ์ห่อหุ้มเซลล์แบบรวมนาโนไฟเบอร์ (NICE) พวกเขาเติมรากฟันเทียมด้วยเซลล์เบต้าที่สร้างอินซูลินที่ผลิตจากสเต็มเซลล์ จากนั้นจึงฝังอุปกรณ์เข้าไปในช่องท้องของหนูที่เป็นเบาหวาน

"คุณสมบัติทางโครงสร้าง ทางกล และทางเคมีที่รวมกันของอุปกรณ์ที่เราใช้กันทำให้เซลล์อื่นๆ ในหนูไม่สามารถแยกรากเทียมได้อย่างสมบูรณ์ และโดยพื้นฐานแล้ว จะทำให้สำลักและทำให้ไม่มีประสิทธิภาพ" Ma กล่าว

“รากฟันเทียมลอยได้อย่างอิสระภายในตัวสัตว์ และเมื่อเราถอดออกหลังจากผ่านไปประมาณหกเดือน การหลั่งอินซูลิน เซลล์ภายในรากฟันเทียมยังคงทำงานอยู่ และที่สำคัญ มันคืออุปกรณ์ที่แข็งแกร่งและปลอดภัยมาก”

เซลล์ในรากฟันเทียมยังคงหลั่งอินซูลินและควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดในหนูได้นานถึง 200 วัน และเซลล์เหล่านั้นยังคงทำงานต่อไปแม้ว่าหนูจะไม่ได้รับการรักษาด้วยสิ่งใดๆ ระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย.

“เราไม่ต้องการใช้ยาเสพติดไปกดภูมิคุ้มกันของใครบางคน เพราะนั่นจะทำให้ผู้ป่วยเสี่ยงต่อการติดเชื้อ” มิลล์แมนกล่าว "อุปกรณ์ที่เราใช้ในการทดลองเหล่านี้ปกป้องเซลล์ที่ฝังจากระบบภูมิคุ้มกันของหนู และเราเชื่อว่าอุปกรณ์ที่คล้ายกันสามารถทำงานได้ในลักษณะเดียวกันในผู้ที่เป็นเบาหวานขึ้นอยู่กับอินซูลิน"

Millman และ Ma ไม่เต็มใจที่จะคาดการณ์ว่าจะต้องใช้เวลานานแค่ไหนกว่าจะสามารถใช้กลยุทธ์ดังกล่าวในทางคลินิกได้ แต่พวกเขาวางแผนที่จะดำเนินการต่อไปเพื่อบรรลุเป้าหมายนั้น

Novo Nordisk Co. มูลนิธิ Hartwell มูลนิธิวิจัยโรคเบาหวานเด็กและเยาวชน และสถาบันแห่งชาติของโรคเบาหวานและทางเดินอาหารและโรคไตของสถาบันสุขภาพแห่งชาติให้ทุนสนับสนุนงานนี้

ที่มา: มหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์