携手健康网携手健康网

微型植入物可治愈小鼠的糖尿病而不会触发免疫反应

由圣路易斯华盛顿大学医学院和康奈尔大学的糖尿病专家和生物医学工程师领导的一组研究人员证明,使用微型装置,他们可以将胰岛素分泌细胞植入糖尿病小鼠体内。一旦植入,这些细胞会根据血糖分泌胰岛素,从而在不需要药物抑制免疫系统的情况下逆转糖尿病。

“我们可以获取一个人的皮肤或脂肪细胞,将它们制成干细胞,然后将这些干细胞培养成分泌胰岛素的细胞,”华盛顿大学医学副教授杰弗里 R.米尔曼博士说。该研究的共同高级调查员。“问题在于,在 1型糖尿病患者中,免疫系统会攻击那些分泌胰岛素的细胞并摧毁它们。为了将这些细胞作为一种治疗手段,我们需要一些装置来容纳能够分泌胰岛素以响应血糖的细胞,同时也保护这些细胞免受免疫反应的影响。”

在之前的研究中,同样是生物医学工程副教授的 Millman 开发并磨练了一种方法来制造诱导性多能干细胞,然后将这些干细胞培养成分泌胰岛素的 β 细胞。Millman 以前使用这些 β 细胞来逆转小鼠的糖尿病,但尚不清楚胰岛素分泌细胞如何安全地植入糖尿病患者体内。

显示 NICE 设备结构和功能的示意图,以及微观和宏观图像。图片来源:X. Wang 等人,科学转化医学 (2021)

“这个装置大约只有几缕头发的宽度,是微孔的——开口太小,其他细胞无法挤入——因此分泌胰岛素的细胞不会被免疫细胞破坏,免疫细胞是比开口大,”米尔曼说。“在这种情况下,挑战之一是保护植入物内部的细胞而不会让它们挨饿。它们仍然需要血液中的营养和氧气才能存活。有了这个设备,我们似乎已经制造出一种你可以称之为金发姑娘的东西区域,细胞可以在设备内部感觉恰到好处并保持健康和功能,根据血糖水平释放胰岛素。”

Millman 的实验室与康奈尔大学生物医学工程副教授马明林博士实验室的研究人员合作。Ma 一直致力于开发生物材料,帮助将 β 细胞安全植入动物体内,并最终植入 1 型糖尿病患者体内。

近年来已经尝试了几种植入物,取得了不同程度的成功。在这项研究中,该研究的另一位联合高级研究员马和他的同事开发了他们所谓的纳米纤维集成细胞封装 (NICE) 装置。他们用由干细胞制造的分泌胰岛素的β 细胞填充植入物,然后将这些装置植入患有糖尿病的小鼠的腹部。

“我们使用的装置的结构、机械和化学特性相结合,使小鼠体内的其他细胞无法完全隔离植入物,并且从本质上讲,将其扼杀并使其无效,”马说。“植入物在动物体内自由漂浮,当我们在大约六个月后将它们取出时,植入物内的胰岛素分泌细胞仍在运作。重要的是,它是一种非常坚固和安全的装置。”

植入物中的细胞持续分泌胰岛素并控制小鼠的血糖长达 200 天。尽管小鼠没有接受任何抑制免疫系统的治疗,但这些细胞继续发挥作用。

“我们宁愿不必用药物抑制某人的免疫系统,因为这会使患者容易受到感染,”米尔曼说。“我们在这些实验中使用的设备保护植入的细胞免受小鼠免疫系统的影响,我们相信类似的设备可以在胰岛素依赖型糖尿病患者身上发挥同样的作用。”

Millman 和 Ma 不愿意预测这种策略在临床上使用之前可能需要多长时间,但他们计划继续朝着这个目标努力。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。