Az 1-es típusú cukorbetegségbe transzplantált sejtek állítólag szabályozzák a vércukorszintet - a tudomány spektruma
1-es típusú cukorbetegség: az átültetett sejtek állítólag szabályozzák a vércukorszintet
Az 1-es típusú cukorbetegségben szenvedők már nem tudnak inzulint termelni, ezért szükség szerint be kell adniuk a hormont. Divyansh Agarwal, a Pennsylvaniai Egyetem orvosának vezetésével létrehozott csoport most kifejlesztett egy új módszert a hasnyálmirigy sejtjeinek átültetésére, amelyek hormont termelnek a cukorbetegségben szenvedő állatokban. A kutatók állat- vagy emberi donorokból származó inzulintermelő sejteket, úgynevezett szigetsejteket helyeztek el egerek és majmok bőre alá, egy új speciális mátrixba ágyazva. Több mint két évig egy majom képes volt optimálisan szabályozni vércukorszintjét - írja a csapat a "Nature Metabolism" című folyóiratban.
Az inzulin hormon csökkenti a vércukorszintet azáltal, hogy a cukrot a vérből a sejtekbe mozgatja. Az 1-es típusú cukorbetegeknél azonban az immunrendszer elpusztítja az inzulintermelő sejteket, ezért a vércukorszintjük tartósan túl magas. Ma már lehetőség van inzulintermelő szigetek sejtjeinek - más néven Langerhans-szigeteknek - átültetésére az érintettekbe. Ehhez a sejteket a páciens saját vagy egy donor hasnyálmirigyéből izolálják, és a páciens májába vezetik. Ott integrálódnak a szövetbe, és előállítják az inzulint és annak megfelelőjét, a glukagont. Azokban az emberekben, akiknek daganat miatt el kellett távolítaniuk a hasnyálmirigyüket, ez a terápia viszonylag jól működik, mert beillesztheti a saját, egészséges szigetsejtjeiket. A máj azonban nem ideális hely a mirigysejtek számára; nem élnek túl sokáig ott, és gyulladás léphet fel. Ezenkívül egy ilyen beavatkozás időigényes és kockázatos.
Sokkal könnyebb lenne a donorsejteket közvetlenül a befogadó bőre alá ültetni. Ezenkívül az orvosok jobban ellenőrizhetnék a szövődmények fennállását, és szükség esetén gyorsan eltávolíthatnák a transzplantációkat.
Számok és tények a cukorbetegségről
Körülbelül hétmillió embert érint Németországban a diabetes mellitus - köznyelven cukorbetegség. Vércukorszintje tartósan magas. Ez károsítja az ereket és a különféle szerveket. A német Diabetes Kutatóközpont kutatói szerint 2040-ben akár tizenkétmillió ember szenvedhet anyagcsere-betegségben.
Két fő típus létezik: 1-es típusú cukorbetegség a ritkább. Általában gyermekkorban és serdülőkorban fordul elő. A saját immunrendszer megtámadja a hasnyálmirigy inzulintermelő sejtjeit. Ennek eredményeként már nem tudnak inzulint gyártani. Alatti emberek 2-es típusú diabétesz inzulint termelhet. De a testsejtjeid már nem reagálnak rá. A hasnyálmirigy ezt egyre több inzulin felszabadításával próbálja kompenzálni. Ennek ellenére egyre kevesebb cukor jut be a test sejtjeibe. Általános szabály, hogy a betegség csak 40 éves kor után jelentkezik, de a fiatalabbakat is egyre inkább érinti. A genetikai hajlam mellett a mozgáshiány és a túlsúly növeli ennek kockázatát.
A szigetsejtek hosszabb ideig élnek egy kollagén ágyban
A hasnyálmirigyben az inzulint és a glükagont termelő sejtek fehérjeszálak mátrixába, a kollagénekbe ágyazódnak. A kötőszövet fontos részét képezik, és minden emlős bőrében, csontjában, fogában, porcában, inában és szalagjában megtalálhatók. Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy az ezekből a fehérjékből készült kabát segíti a szigeti sejtek hosszabb életben maradását. Ezen ismeretek alapján a Pennsylvaniai Egyetem csapata egy speciális kollagénmátrixot tervezett. Hozzáadta a tápanyagok olyan kombinációjához, amely különösen kényelmessé tette a tenyészedényben található szigeteket.
Először a kutatók körülbelül 100, cukorbetegségben szenvedő egéren tesztelték új módszerüket. Más egerek, sertések vagy emberek mátrixba ágyazott szigetsejtjeit helyezték a has alá a bőr alá. És valóban: az állatok most már maguk is szabályozhatták vércukorszintjüket. A szövetminták vizsgálata azt mutatta, hogy az idegen szigetsejtek jól növekedtek, és átlagosan több mint 100 napig termelték a kívánt hormonokat. Ha az orvosok ismét kivágják a transzplantátumokat, a rágcsálók cukorszintje ismét egészségtelen szintre emelkedett.
A következő lépésben a kutatók olyan állatmodellt választottak, amely jobban hasonlít az emberre: a rákevő makákót (Macaca fascicularis). Két állat hasnyálmirigyét távolították el, ami 1-es típusú cukorbetegséghez vezet. Ezután a két állat mindegyikének megkapta a saját szigeti sejtjeit, beleértve egy speciális mátrixot. Az egyik majomnak körülbelül 800 napig nem volt szüksége idegen inzulinra ahhoz, hogy egészséges vércukorszintjét szabályozza; csak akkor emelkedett fel újra. A munkacsoport gyanítja, hogy ez azért lehet, mert az állat hízott. Vagy túl kevés szigetecske sejt maradt, miután a transzplantáció után valamivel később vizsgálati célokra eltávolították róla a szövet egy részét.
A második majom a transzplantáció ellenére a napi inzulininjekcióktól függött. Az orvosok ezt azzal magyarázzák, hogy a hasnyálmirigyének eltávolítása után adtak neki egy vegyszert is, amely állítólag megöli a fennmaradó szigetecske sejteket. Talán - írják - a gyógyszer mégis hatott, és megmérgezte az átültetett sejteket is. Ezenkívül az állatnak kevesebb volt a szigetsejtje, és átültették őket, mint a másikat.
Mindazonáltal a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy az eredmények azt mutatták, hogy az újonnan kifejlesztett mátrix javította a szigeti sejtek túlélését és működését. A betegek ilyen módon történő átültetése a bőr alá egyszerű és biztonságos módszert jelenthet az 1-es típusú cukorbetegség kezelésében.
Nem forradalmi, de értékes
Az a tény, hogy a csapat új módszere látszólag elég jól működik az egerekkel, nem okoz meglepetést Stefan Bornstein számára a drezdai Carl Gustav Carus Egyetemi Kórházból: "Sok minden lehetséges kis állatokkal." Ezért meglehetősen meghökkentőnek tartja az egy állat sikerét. Barbara Ludwig, a szigetátültetés vezetője - egyébként egész Németországban az egyetlen ilyen központ - a Drezdai Egyetemi Kórházban úgy gondolja, hogy a munka nagyon hatásos. Ilyen alapos és átfogó tanulmányt ritkán lát, mondja. Évnyi munka áll mögötte. Még akkor is, ha az ötlet önmagában nem új keletű, a vezető orvos értékes tanulmányként értékeli a tanulmányt.
"A szigetsejteknek sok oxigénre van szükségük" (Stefan Bornstein, a drezdai Carl Gustav Carus Egyetemi Kórház)
Bornstein szerint a kutatók 40–50 éve próbálnak szigeti sejteket átültetni az állatok bőre alá. De: "A szigetsejteknek sok oxigénre van szükségük" - mondja az orvosi rendelő és a poliklinika igazgatója. A legtöbb korábbi próbálkozás emiatt bukott meg. Mivel a bőr alatti szövet rosszul van ellátva vérrel. Munkájuk során a kutatócsoport nem írja le, hogy az új mátrix miként biztosítja az átültetések oxigénellátását. Kérdésre, Agarwal, a tanulmány szerzője elmagyarázza, hogy a mátrix sejtjei tovább élnek. Lezárnak bizonyos jelzési utakat, amelyek általában a szigetek elhalásához vezetnek. Ezenkívül láthatóan elősegíti a szövet új erek képződését. A csapat meg akarja vizsgálni, hogy ez pontosan hogyan működik a jövőbeni tanulmányokban.
Ludwig el tudja képzelni, hogy a mátrix általában robusztusabbá teszi a sejteket, ezért kevésbé hajlamos az oxigénhiányra. Ez már nagy előrelépés. Először azonban ellenőrizni kell, hogy a módszer működik-e az emberi szövetekben is. Végül is, egy majom teste másképp van felépítve, mint az emberé. „Ezek vadállatok. Gyakorlatilag csak bőrből és izmokból állnak ”- mondja az orvos. Az embereknek sokkal több zsír van a bőrük alatt. Sőt, két állat nem elegendő ahhoz, hogy következtetéseket vonjon le belőlük. Az első tennivaló tehát az eredmények más példányokon történő reprodukálása.
„Ezek vadállatok. Gyakorlatilag csak bőrből és izmokból állnak «(Barbara Ludwig, a Drezdai Egyetemi Kórház szigetátültetési vezetője)
Ezenkívül nagyon gondosan ellenőrizni kell, hogy az inzulin valóban a bőr alá transzplantált sejtekből vagy a hasnyálmirigy fennmaradó szigetsejtjeiből származik-e, mondja Bornstein orvos. Az a tény, hogy a szerzők speciális sejtpopulációkat festhetnek a szövetben, nem jelenti azt, hogy a sejtek valóban felelősek lennének a vércukorszintet szabályozó hormonok termeléséért. Tehát előfordulhat, hogy a majomnak nem volt szüksége inzulinra, mert a hasnyálmirigyét nem távolították el teljesen. Ez azt is megmagyarázná, hogy a kezelés miért nem működött a másik állattal.
A problémák továbbra is fennmaradnak
A szigetsejt-transzplantációval kapcsolatos két alapvető problémát nem oldja meg az új módszer. Először: Az átültetett állatoknak - és ezáltal az embereknek is - tartósan immunszuppresszív gyógyszereket kell szedniük, hogy az idegen sejteket ne utasítsa el a szervezet. Ezenkívül az 1-es típusú cukorbetegség egy autoimmun betegség, amelyben a beteg immunrendszere már megtámadja a szervezet saját szigetsejtjeit. Ezt meg kell akadályozni, például az átültetett sejtek árnyékolásával a szervezet védekezésétől, különben túl gyorsan lemondanak.
Másodszor: Mivel a majmokat csak a test saját szigetsejtjeivel ültették át, nem világos, hogy a módszer működhet-e idegen donorsejtekkel vagy alternatív forrásokkal, például újraprogramozott őssejtekkel. Mert: Az emberi donorsejtekből abszolút hiány van, főleg Németországban. A Deutsche Stiftung Organtansplantation adatai szerint évente körülbelül 95 hasnyálmirigy-transzplantációt végeznek Németországban. Jelenleg csaknem 300 beteg vár donor szervre.