Устройство за подкожно имплантиране контролира ефективно нивата на кръвна захар при диабет тип 1

Екип от изследователи от Университета „Корнел“, САЩ, и Университета на Алберта, Канада, създаде нова техника за лечение на диабет тип 1 – устройство за подкожно имплантиране, което може да отделя инсулин, като същевременно избягва имуносупресията (потискане на имунната система), която обикновено пречи на ефективното управление на болестта. Според учените технологията може да предложи по-лесна, дългосрочна и по-малко инвазивна алтернатива на инсулиновите инжекции или традиционните трансплантации, които обикновено изискват имуносупресия. Докладът на екипа е публикуван в Nature Biomedical Engineering.

Предишни проекти

През последното десетилетие Минглин Ма, професор по биологично и екологично инженерство в Университета „Корнел“, прави опити да разработи по-ефективно устройство за контрол на диабет тип 1.

През 2017 г. Ма представя подвижна полимерна нишка, съдържаща хиляди островни клетки (клетки, произвеждащи инсулин, глюкагон и соматостатин), защитени от тънко хидрогелно покритие, която може да бъде имплантирана под кожата в областта на корема. Затворените островни клетки могат да отделят инсулин в отговор на понижените нива на кръвната захар в тялото, като същевременно получават постоянен поток от хранителни вещества и кислород. През 2021 г. екипът на Ма създава по-стабилна версия, която се оказва ефективна при контролирането на кръвната захар при мишки с диабет за период от шест месеца.

Тези проекти заинтригуват Джеймс Шапиро от Университета на Алберта, чийто екип разработва метод за въвеждане на островни клетки в канали под кожата, поради което решава да се свърже с Минглин Ма за възможно сътрудничество.

„Бях заинтригуван от подхода на Ма, тъй като той избягва необходимостта от имуносупресия, и се чудех дали можем да комбинираме нашите иновативни стратегии за подобряване оцеляването на островните клетки.“, споделя Шапиро.

Иновативното устройство

Новата система, създадена благодарение на стратегиите на двата екипа, е наречена SHEATH*.

Инсталирането на устройството е процес в две стъпки. Първо, серия от найлонови катетри се вкарват под кожата, където остават четири до шест седмици – достатъчно дълго време, за да се образуват кръвоносни съдове около тях. Второ, след като се отстранят катетрите, островните устройства, които са дълги приблизително 10 сантиметра, се вкарват в образувалото се пространство, като околните кръвоносни съдове остават непокътнати.

„Образувалият се канал е идеален за нашето устройство.“, коментира Ма. „Поставянето на нещо под кожата е много по-лесно и по-малко инвазивно, отколкото в корема. Може да се извърши като амбулаторна процедура, така че не е нужно пациентът да остава в лечебното заведение. Също така процедурата може да се осъществи под местна упойка.“

Предизвикателствата

Въпреки че има някои предизвикателства пред дългосрочното клинично приложение на устройството, Ма се надява, че бъдещите версии ще могат да издържат от две до пет години, преди да се наложи да бъдат заменени.

„Основното предизвикателство е, че е много трудно тези островчета да се поддържат функционални за дълго време в тялото, тъй като устройството блокира кръвоносните съдове. Въпреки това е ясно, че естествените островни клетки са в пряк контакт със съдове, които осигуряват хранителни вещества и кислород.“, коментира Ма. „Устройството е проектирано по начин, по който можем да увеличим максимално обмена на хранителни вещества и кислород, но може да се наложи да осигурим допълнителни средства за поддържане на клетките.“

*Minglin Ma et al. Inflammation-induced subcutaneous neovascularization for the long-term survival of encapsulated islets without immunosuppression. Nature Biomedical Engineering. 2023.