Трансплантація острівцевих клітин разом із клітинами кровоносних судин може успішно лікувати діабет 1 типу

Використання в трансплантатах острівців підшлункової залози сконструйованих людських клітин, що утворюють кровоносні судини, підвищило виживання клітин, що виробляють інсулін, і сприяло виліковуванню від діабету в доклінічному дослідженні, проведеному під керівництвом учених з Weill Cornell Medicine. Новий підхід, який потребує подальшого розроблення та тестування, може в майбутньому дозволити набагато ширше використовувати трансплантацію острівців для лікування діабету.

Острівець, розташований у підшлунковій залозі, являє собою скупчення клітин, що секретують інсулін, та інших клітин, оточених крихітними спеціалізованими кровоносними судинами. У разі діабету першого типу, на який страждають близько дев’яти мільйонів людей у всьому світі, інсулінові клітини гинуть унаслідок аутоімунного процесу. Хоча трансплантація острівців є багатообіцяючим підходом до лікування таких випадків, єдиний схвалений FDA метод на сьогоднішній день має суттєві обмеження.

У дослідженні, опублікованому в журналі Science Advances, вчені показали, що розроблені ними спеціальні клітини, що утворюють кровоносні судини, які називаються «перепрограмованими судинними ендотеліальними клітинами» (R-VEC), можуть подолати деякі з цих обмежень, забезпечуючи надійну підтримку острівців, що дозволяє їм виживати і надовго контролювати діабет під час трансплантації під шкіру мишей.

«Ця робота закладає основу для підшкірної трансплантації острівців як відносно безпечного та довготривалого методу лікування діабету 1 типу», – говорить головний автор дослідження доктор Ge Li (Ге Лі), науковий співробітник постдокторантури в лабораторії доктора Шахіна Рафії.

Згідно із затвердженим нині методом трансплантації острівців, їх вводять у вену в печінці. Ця інвазивна процедура вимагає тривалого приймання імуносупресивних препаратів для запобігання відторгненню острівців, передбачає відносно неконтрольоване розсіювання острівців і зазвичай втрачає ефективність протягом декількох років, імовірно, частково через відсутність належних підтримуючих клітин.

В ідеалі вченим потрібен метод, що дозволяє імплантувати острівці в більш контрольоване і доступне місце, наприклад під шкіру, і надає можливість пересадженій тканині виживати необмежений час. Дослідники також сподіваються в кінцевому підсумку обійти проблему імунного відторгнення, використовуючи острівці та ендотеліальні клітини, отримані з власних клітин пацієнтів або сконструйовані таким чином, щоб бути невидимими для імунної системи.

У новому дослідженні вчені продемонстрували можливість довгострокової підшкірної трансплантації острівців з використанням R-VEC як найважливіших клітин підтримки. «Ми показали, що васкуляризовані людські острівці, імплантовані в підшкірну клітковину мишей з імунодефіцитом, швидко підключаються до кровообігу хазяїна, забезпечуючи негайне живлення і кисень, тим самим підвищуючи виживаність і функціональність вразливих острівців», – говорить доктор Rafii (Рафій).

Дійсно, отримані з клітин пупкової вени людини, R-VEC відносно довговічні під час трансплантації – на відміну від тендітних ендотеліальних клітин, що містяться в острівцях, – і розроблені таким чином, щоб добре адаптуватися, підтримуючи будь-який специфічний тип тканини, що оточує їх.

Примітно, що при спільній трансплантації з острівцями вчені виявили, що R-VEC дійсно адаптуються, підтримуючи острівці багатою сіткою нових судин та навіть набуваючи «підпис» генної активності природних острівцевих ендотеліальних клітин.

Значна більшість мишей із діабетом, яким було пересаджено острівці плюс R-VEC, відновили нормальну масу тіла та демонстрували нормальний контроль рівня глюкози в крові навіть за 20 тижнів – термін, який для цієї мишачої моделі діабету свідчить про ефективне постійне приживлення острівців. У мишей, які отримали острівці, але не отримали R-VEC, справи йшли набагато гірше.

У своєму дослідженні команда показала, що комбінація острівцевих клітин і R-VEC також може успішно рости в невеликих «мікрофлюїдних» пристроях, які можна використовувати для швидкого тестування потенційних ліків від діабету.

Зрештою, потенціал хірургічної імплантації цих васкуляризованих острівців має бути вивчений на предмет їхньої безпеки та ефективності на великих тваринних моделях.