Antioksidanttigeeli säilyttää saarekkeiden toiminnan haiman poiston jälkeen

Northwesternin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden antioksidanttisen biomateriaalin, joka voisi tulevaisuudessa helpottaa kroonisesta haimatulehduksesta kärsivien ihmisten elämää huomattavasti.

Tutkimuksen keskeiset havainnot

Artikkeli "Vaihemuuttava sitraattimakromolekyyli torjuu oksidatiivisia haiman saarekkeiden vaurioita, mahdollistaa saarekkeiden kiinnittymisen ja toiminnan vatsapannassa" julkaistiin 7. kesäkuuta Science Advances -lehdessä.

Ennen kuin kirurgit poistavat haiman potilailta, joilla on vaikea ja kivulias krooninen haimatulehdus, he ensin poistavat insuliinia tuottavia kudoskasakkeita, joita kutsutaan Langerhansin saarekkeiksi, ja siirtävät ne maksan verisuonistoon. Siirron tavoitteena on säilyttää potilaan kyky hallita verensokeritasoja ilman insuliinipistoksia.

Valitettavasti tämä prosessi tuhoaa 50–80 % saarekkeista, ja kolmasosa potilaista sairastuu leikkauksen jälkeen diabetekseen. Kolme vuotta leikkauksen jälkeen 70 % potilaista tarvitsee insuliinipistoksia, mihin liittyy useita sivuvaikutuksia, kuten painonnousua, hypoglykemiaa ja väsymystä.

Uusi lähestymistapa elinsiirtoihin

Uudessa tutkimuksessa tutkijat siirsivät Langerhansin saarekkeita maksan sijaan vatsapahkaan, joka on suolistoa reunustava suuri, litteä rasvakudos. Luodakseen saarekkeille suotuisamman mikroympäristön tutkijat käyttivät antioksidanttista ja tulehdusta estävää biomateriaalia, joka muuttuu nopeasti nesteestä geeliksi ruumiinlämmössä.

Eläinkokeiden tulokset

Hiirillä ja kädellisillä tehdyissä kokeissa geeli onnistui estämään oksidatiivista stressiä ja tulehdusreaktioita, mikä paransi merkittävästi siirrettyjen saarekkeiden selviytymistä ja toimintakykyä. Tämä on ensimmäinen kerta, kun synteettistä antioksidanttigeeliä on käytetty siirrettyjen saarekkeiden toimintakyvyn säilyttämiseen.

"Vaikka saarekkeiden siirto on parantunut viime vuosina, pitkän aikavälin tulokset ovat edelleen epätyydyttäviä", sanoo tutkimusta johtanut Guillermo A. Ameer. "Uusi synteettinen materiaalimme luo saarekkeiden toiminnalle tukevan mikroympäristön. Eläinkokeissa se oli erittäin tehokas ja palautti normaalit verensokeritasot."

Uuden biomateriaalin edut

"Toivomme, että tämän uuden lähestymistavan avulla potilaiden ei enää tarvitse valita kroonisen haimatulehduksen kivun ja diabeteksen komplikaatioiden välillä", lisäsi tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja Jacqueline Burke.

Rooli ja tulevaisuudennäkymät

Haimaa vailla eläville potilaille sivuvaikutukset, kuten verensokeritasojen hallinta, voivat olla elinikäinen haaste. Langerhansin saarekkeet auttavat kehoa ylläpitämään verensokeritasoja. Ilman toimivia saarekkeita ihmisten on seurattava verensokeritasojaan usein ja pistettävä insuliinia.

"Eläminen ilman toimivia saarekkeita on potilaille valtava taakka", Burke sanoi. "Heidän on opittava laskemaan hiilihydraatteja, annostelemaan insuliinia oikeaan aikaan ja seurattava jatkuvasti glukoositasojaan. Se vie paljon heidän aikaa ja henkistä energiaansa."

Nykyisen menetelmän ongelmat

Valitettavasti nykyinen saarekkeiden hoitostandardi johtaa usein huonoihin tuloksiin. Haiman poistoleikkauksen jälkeen kirurgit eristävät saarekkeet ja siirtävät ne maksaan porttilaskimon kautta. Tällä toimenpiteellä on useita yleisiä komplikaatioita. Verenkiertoon suorassa kosketuksessa olevat saarekkeet läpikäyvät tulehdusreaktion, yli puolet saarekkeista kuolee, ja siirretyt saarekkeet voivat aiheuttaa vaarallisia verihyytymiä maksaan. Näistä syistä lääkärit ja tutkijat ovat etsineet vaihtoehtoista siirtokohtaa.

Uusi lähestymistapa sitraattiliuosta käyttäen

Suojatakseen saarekkeita ja parantaakseen tuloksia Ameer turvautui laboratoriossaan kehittämään sitraattibiomateriaaliin, jolla on antioksidanttisia ominaisuuksia. Soluviljelmissä sekä hiiren että ihmisen sitraattigeeliin säilytetyt saarekkeet pysyivät elinkelpoisina paljon pidempään kuin muissa liuoksissa säilytetyt saarekkeet. Kun saarekkeet altistettiin glukoosille, ne erittivät insuliinia, mikä osoitti normaalia toimintaa.

Integroituminen kudoksiin

Kolmen kuukauden kuluttua keho oli imenyt takaisin 80–90 prosenttia bioyhteensopivasta geelistä, jolloin sitä ei enää tarvittu. "Hämmästyttävää oli, että saarekkeet uudistivat verisuonia", Ameer sanoi. "Keho loi uusien verisuonten verkoston yhdistääkseen saarekkeet kehoon. Tämä on tärkeä läpimurto, koska verisuonet pitävät saarekkeet elossa ja terveinä."

Ameer aikoo seuraavaksi testata hydrogeeliä eläinmalleissa pidemmän ajan kuluessa. Hän huomautti myös, että uutta hydrogeeliä voitaisiin käyttää useissa solukorvaushoidoissa, mukaan lukien kantasoluhoito diabeteksen hoidossa.