Прорыв в лечении диабета: напечатанные на 3D-принтере островки поджелудочной железы заменяют уколы инсулина

Международная группа учёных только что совершила большой прорыв в исследованиях диабета, успешно осуществив 3D-печать функциональных человеческих островков Лангерганса с помощью новых биологических чернил. В один прекрасный день эта технология может избавить людей от необходимости делать инъекции инсулина.

В качестве главного прорыва в исследованиях диабета группа учёных под руководством доктора Квентина Перье, разработала метод 3D-печати островков — клеток, вырабатывающих инсулин, которые содержатся в тканях поджелудочной железы.

По данным Международной диабетической федерации, трансплантация островков обычно осуществляется в печень, но с ограниченным успехом, что подчёркивает необходимость более эффективных методов лечения 59 миллионов человек в мире, страдающих диабетом 1 типа.

Имплантация под кожу — это «большой скачок вперёд в исследованиях диабета», который позволит пациентам с диабетом 1 типа получить менее инвазивный и более доступный вариант лечения. «Нашей целью было воссоздать естественную среду поджелудочной железы, чтобы пересаженные клетки выживали и лучше функционировали», — объясняет доктор Квентин Перье.

Чтобы изготовить панкреатические островки, команде пришлось точно настроить параметры 3D-принтера и использовать специальные биологические чернила, которые имитируют опорную структуру поджелудочной железы.

Хрупкость человеческих островков создаёт серьёзные проблемы для медицины. Команда учёных скорректировала настройки принтера. Низкое давление (30 кПа) и низкая скорость печати (20 мм в минуту) снизили физическую нагрузку на островки и помогли им сохранить естественную форму. Предыдущие подходы приводили к тому, что островковые структуры разрушались или слипались.

«Специальные биологические чернила, изготовленные из альгината и децеллюляризированной ткани поджелудочной железы человека, имитируют опорную структуру поджелудочной железы, обеспечивая островки кислородом и питательными веществами, необходимыми для их жизнедеятельности», — пояснил доктор Перье.

Проведённые в лаборатории тесты показали, что напечатанные с помощью биопечати островки остаются живыми и здоровыми, выживаемость клеток составляет более 90%. Клетки, напечатанные с помощью специальных биологических чернил, оставались живыми и функциональными в течение трёх недель, что подтвердило их потенциал для клинического использования. Они лучше реагировали на глюкозу, чем стандартные препараты островков, выделяя больше инсулина, когда это было необходимо.

К 21-му дню островки продемонстрировали более высокую способность чувствовать уровень сахара в крови и реагировать на него, что подсказало учёным, что они, возможно, добились настоящего успеха. Возможно, ключевую роль сыграла пористая архитектура 3D-печатных островков, которая обеспечивала приток кислорода и питательных веществ и способствовала васкуляризации, что очень важно для долгосрочного выживания и функционирования после трансплантации.