Прорив у лікуванні діабету: надруковані на 3D-принтері острівці підшлункової залози заміняють уколи інсуліну

Міжнародна група вчених щойно зробила великий прорив у дослідженнях діабету, успішно здійснивши 3D-друк функціональних людських острівців Лангерганса за допомогою нових біологічних чорнил. Одного прекрасного дня ця технологія може позбавити людей від необхідності робити ін’єкції інсуліну.

В якості головного прориву в дослідженнях діабету група вчених під керівництвом доктора Квентіна Пер’є розробила метод 3D-друку острівців — клітин, що виробляють інсулін, які містяться в тканинах підшлункової залози.

За даними Міжнародної діабетичної федерації, трансплантація острівців зазвичай здійснюється в печінку, але з обмеженим успіхом, що підкреслює необхідність більш ефективних методів лікування 59 мільйонів людей у світі, які страждають на діабет 1 типу.

Імплантація під шкіру — це «великий стрибок вперед у дослідженнях діабету», який дозволить пацієнтам з діабетом 1 типу отримати менш інвазивний і більш доступний варіант лікування. «Нашою метою було відтворити природне середовище підшлункової залози, щоб пересаджені клітини виживали і краще функціонували», — пояснює доктор Квентін Пер’є.

Щоб виготовити панкреатичні острівці, команді довелося точно налаштувати параметри 3D-принтера і використовувати спеціальні біологічні чорнила, які імітують опорну структуру підшлункової залози.

Крихкість людських острівців створює серйозні проблеми для медицини. Команда вчених скоригувала налаштування принтера. Низький тиск (30 кПа) і низька швидкість друку (20 мм на хвилину) знизили фізичне навантаження на острівці і допомогли їм зберегти природну форму. Попередні підходи призводили до того, що острівкові структури руйнувалися або злипалися.

«Спеціальне біологічне чорнило, виготовлене з альгінату і децелюляризованої тканини підшлункової залози людини, імітує опорну структуру підшлункової залози, забезпечуючи острівці киснем і поживними речовинами, необхідними для їх життєдіяльності», — пояснив доктор Пер’є.

Проведені в лабораторії тести показали, що надруковані за допомогою біодруку острівці залишаються живими і здоровими, виживаність клітин становить понад 90%. Клітини, надруковані за допомогою спеціального біологічного чорнила, залишалися живими і функціональними протягом трьох тижнів, що підтвердило їх потенціал для клінічного використання. Вони краще реагували на глюкозу, ніж стандартні препарати острівців, виділяючи більше інсуліну, коли це було необхідно.

До 21-го дня острівці продемонстрували більш високу здатність відчувати рівень цукру в крові і реагувати на нього, що підказало вченим, що вони, можливо, досягли справжнього успіху. Можливо, ключову роль зіграла пориста архітектура 3D-друкованих острівців, яка забезпечувала приплив кисню і поживних речовин і сприяла васкуляризації, що дуже важливо для довгострокового виживання і функціонування після трансплантації.