(Phys.org) — pesquisadores fizeram um primeiro passo significativo com biomateriais recentemente projetados para transplante de células que poderiam ajudar a levar a uma possível cura para diabetes tipo 1, que afeta cerca de 3 milhões de americanos.
Georgia Tech engenheiros e médicos da Universidade de Emory tem com sucesso engrafted células produtoras de insulina em um modelo do rato diabético, revertendo os sintomas diabéticos no animal em menos de 10 dias.
A equipa de investigação de engenharia um biomaterial para proteger o cluster de produção de insulina células – ilhotas pancreáticas do doador – durante a injeção. O material também contém proteínas para estimular a formação de vasos sanguíneos que permitem que as células com sucesso um enxerto, sobreviver e funcionar dentro do corpo.
"É muito promissor," disse Andrés Garcia, Georgia Tech professor de engenharia mecânica. "Há muita emoção porque não só podemos chegar os ilhéus para sobreviver e função, mas também pode curar a diabetes com ilhotas menos do que normalmente são necessários."
O artigo de investigação – uma parceria com do Emory Dr. Robert Taylor e Dr. Peter Thule que foi financiado em parte pela JDRF, a organização global financiamento de pesquisa do diabetes tipo 1 – será publicado na edição de Junho da revista biomateriais.
Organizações como JDRF dedicam-se para encontrar uma cura para o diabetes tipo 1, uma doença crônica que ocorre quando o pâncreas produz pouca ou nenhuma insulina, um hormônio que permite o transporte de açúcar e outros nutrientes nos tecidos onde elas são convertidas para a energia necessária para a vida diária.
Transplante de ilhotas pancreáticas re-emergiu como uma terapia promissora na década de 1990. Pacientes com diabetes normalmente dificuldade cumprir com múltiplas injeções de insulina diariamente, que apenas parcialmente, melhorar os resultados a longo prazo. Transplante de sucesso ilhéu eliminaria a necessidade de pacientes a administração de insulina. Enquanto os ensaios de transplante de ilhotas tiveram algum sucesso, e controle dos níveis de glicose é muitas vezes melhor, sintomas diabéticos têm retornado na maioria dos pacientes e tiveram de voltar a utilizar algumas insulina.
Transplantes sem sucesso podem ser atribuídos a vários fatores, dizem pesquisadores. A atual técnica de injeção de ilhotas diretamente em vasos sangüíneos no fígado faz com que aproximadamente metade das células morrem devido à exposição a reações de coagulação do sangue. Também, os ilhéus-células metabolicamente ativas que requerem fluxo significativo de sangue-têm problemas ligando para embarcações de sangue uma vez no corpo e morrer fora, ao longo do tempo.
Pesquisadores da Georgia Tech e Emory projetado um hidrogel, um material compatível com os tecidos biológicos que é um veículo de entrega terapêutico promissor. Este polímero reticulado, inchados de água envolve as células produtoras de insulina e protege-os durante a injeção. O hidrogel contendo os ilhéus foi entregue para um novo local de injeção do lado de fora do intestino, evitando assim a injeção direta na corrente sanguínea.
Uma vez no corpo, o hidrogel degrada de forma controlada para liberar uma proteína de fator de crescimento que promove a formação de vasos sanguíneos e conexão dos ilhéus transplantados para estes novos navios. No estudo, os vasos sanguíneos efetivamente transformou o biomaterial e conectado com êxito para as células produtoras de insulina.
Quatro semanas após o transplante, ratos diabéticos tratados com o hidrogel tinham níveis normais de glicose, e os ilhéus entregues estavam vivos e vascularizado na mesma medida como ilhotas em um pâncreas de rato saudável. A técnica também necessário ilhotas menos do que tentativas anteriores de transplante, que podem permitir que médicos tratar mais pacientes com amostras de doadores limitado. Atualmente, as células do doador de dois a três cadáveres são necessários para um paciente.
Enquanto a nova técnica de injeção e biomaterial é promissor, o estudo utilizados ratos geneticamente idênticos e, portanto, não abordou questões de rejeição imune comuns para aplicações em seres humanos. A equipa de investigação tem financiamento de JDRF estudar se uma barreira imunológica criaram permitirá que as células sejam aceitas em modelos de camundongos geneticamente diferentes. Se for bem-sucedido, os ensaios poderá mover para animais maiores.
"Nós terminamos nossa estratégia em duas etapas,", disse Garcia, membro Petit Instituto da Georgia Tech de Bioengenharia e Biociências. "Nós mostramos que quando entregue no material projetados por nós, os ilhéus sobreviver e enxerto. Agora temos de abordar questões de aceitação imunológica."
Atualmente, a maioria das pessoas com diabetes tipo 1 gerenciar seus níveis de glicose no sangue com múltiplas injeções diárias de insulina, ou usando uma bomba de insulina. Mas a terapia de insulina tem limitações. Exige cuidadosa medição dos níveis de glicose no sangue, cálculos de dosagem exata e regular cumprimento eficaz.
Mais informações: Phelps, E. et al. Vasculogenic Bio-sintéticos hidrogel para reforço de enxerto de ilhota pancreática e função no Diabetes tipo 1, biomateriais, junho de 2013, páginas 4602-4611.
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