Трансплантация искусственных клеток восстанавливает выработку инсулина

В научно-исследовательской больнице Weill Cornell Medicine в Нью-Йорке предложили новый способ улучшить лечение диабета первого типа. В доклиническом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, ученые рассказали, что разработанные ими особые кровеносные сосудообразующие клетки, называемые «перепрограммированными эндотелиальными клетками сосудов» (R-vecS), повышают выживаемость и работоспособность трансплантированных островков, что увеличивает шансы на успешное лечение диабета 1 типа. Трансплантация проводится подкожно.

Островки, обнаруженные в поджелудочной железе, представляют собой скопления секретирующих инсулин и других клеток, опутанных крошечными специализированными кровеносными сосудами. Клетки, вырабатывающие инсулин, погибают в результате аутоиммунного процесса при сахарном диабете 1 типа, которым страдают примерно девять миллионов человек во всем мире. Хотя трансплантация островков является многообещающим подходом к лечению таких случаев, единственный на сегодняшний день одобренный FDA метод имеет существенные ограничения.

Одобренный в настоящее время метод трансплантации островков предполагает введение островки в вену печени. Эта инвазивная процедура требует длительного применения иммуносупрессивных препаратов для предотвращения отторжения островков, включает относительно неконтролируемое распространение островков и обычно становится неэффективной в течение нескольких лет.

«Данная работа закладывает основу для подкожной трансплантации островков как относительно безопасного и длительного метода лечения сахарного диабета 1 типа», - говорит первый автор исследования доктор Джи Ли, - «Мы продемонстрировали, что васкуляризованные человеческие островки, имплантированные в подкожную ткань мышей с иммунодефицитом, быстро подключаются к кровообращению хозяина, обеспечивая немедленное питание и кислород, тем самым повышая выживаемость и функцию уязвимых островков».

Действительно, полученные из клеток пупочной вены человека, R-VEC относительно долговечны в условиях трансплантации — в отличие от хрупких эндотелиальных клеток, обнаруживаемых в островках, — и спроектированы так, чтобы обладать высокой адаптивностью, поддерживая любой конкретный тип ткани, окружающей их.

Примечательно, что ученые обнаружили, что R-VECS действительно адаптировались при совместной трансплантации с островками, поддерживая островки богатой сетью новых сосудов и даже перенося «сигнатуру» генной активности естественных островковых эндотелиальных клеток.

Значительное большинство мышей с диабетом, которым были трансплантированы островки плюс R-VEC, восстановили нормальную массу тела и показали нормальный контроль уровня глюкозы в крови даже через 20 недель — период, который для данной мышиной модели диабета предполагает эффективно постоянное приживление островков. Мыши, которые получали островки, но не получали R-vecS, чувствовали себя гораздо хуже.

В ходе исследования ученые обнаружили, что комбинации островковых клеток и R-VEC также могут успешно расти в небольших «микрофлюидных» устройствах, которые можно использовать для быстрого тестирования потенциальных лекарств от диабета.

«В конечном счете, потенциал хирургической имплантации этих васкуляризованных островков необходимо изучить на предмет их безопасности и эффективности на моделях крупных животных», - говорит соавтор исследования Ребекка Крейг-Шапиро, хирург-трансплантолог в Weill Cornell Medicine

Тем не менее, внедрение этой технологии для лечения пациентов с сахарным диабетом 1 типа потребует обхода многочисленных препятствий, включая увеличение количества васкуляризированных островков и разработку подходов, позволяющих избежать иммуносупрессии, говорят ученые.

Марина КЫН