Zdjęcie: David Callahan
Ponad pół miliona osób w Szwecji choruje na cukrzycę. Zdecydowana większość z nich, 85 - 90 procent, ma cukrzycę typu 2. Według Szwedzkiego Stowarzyszenia Diabetyków cukrzyca jest najszybciej rozprzestrzeniającą się chorobą na świecie, z którą żyje 425 milionów ludzi. Prowadzi to do rosnącego zapotrzebowania na dobre leczenie. Naukowcy z Karolinska Institutet i Royal Institute of Technology opracowali teraz medyczne mikrourządzenie – chip w oku z komórkami produkującymi insulinę, aby utrzymać cukrzycę w ryzach.
Utrzymywanie mini organów na miejscu
Technika daje nowe możliwości jeśli chodzi o terapię opartą na komórkach, na przykład w leczeniu cukrzycy, wykorzystując oko jako bazę. Mikro urządzenie umożliwia, bez użycia szwów, precyzyjne pozycjonowanie tzw. mini organów w oku. Wysepki Langerhansa, produkująca insulinę część trzustki, są przykładem takiego mini organu.
„Skonstruowaliśmy medyczną jednostkę tak, aby mogła utrzymać mini organ w mikro klatce z nową technologią klapek, aby uniknąć potrzeby dodatkowego mocowania" mówi Wouter van der Wijngaart, profesor mikro- i nanosystemów w KTH (Kungliga Tekniska högskolan).
Implant działał na myszach
Badacze zaprojektowali całą jednostkę jak klin. Umożliwia to mechaniczne zamocowanie struktury w kącie między tęczówką, a rogówką w przedniej komorze oka. „Kiedy testowaliśmy tą technikę na myszach, zauważyliśmy, że jednostka pozostaje w ustawionej wcześniej pozycji w żyjącym organizmie na wiele miesięcy i mini organy szybko integrują się z naczyniami krwionośnymi zwierzęcia gospodarza i funkcjonują normalnie" mówi Anna Herland, badaczka bionanotechnologii w KTH Royal Institute of Technology i laboratorium Scilife.
Per-Olof Berggren, profesor w Karolinska Institutet, ma długie doświadczenie z transplantacją wysepek Langerhansa do przedniej komory oka myszy.
„Obecna jednostka jest wyjątkowa, będzie między innymi bazą do naszej dalszej pracy w rozwoju zintegrowanego mikrosystemu w badaniach nad funkcjonowaniem wysepek Langerhansa i ich możliwościami przeżycia w przedniej komorze oka. Ma to również duże znaczenie praktyczne, ponieważ przeszczep wysepek Langerhansa do ludzkiej przedniej komory oka jest obecnie poddawany badaniom klinicznym u pacjentów z cukrzycą" mówi Per-Olof Berggren.
Pierwszy krok
Oprócz cukrzycy, różne terapie przeszczepów komórkowych zostały również zainicjowane w innych obszarach chorobowych. Barierą w rozwoju terapii komórkowych jest jednak brak nieinwazyjnych metod monitorowania wydajności przeszczepów w czasie. Naukowcy uważają, że ich wynalazek jest pierwszym krokiem w kierunku bardziej zaawansowanych mikro urządzeń medycznych, które mogą zarówno lokalizować, jak i kontrolować funkcję przeszczepów komórek.
"Nasz projekt umożliwi w przyszłości integrację i wykorzystanie bardziej zaawansowanych funkcji urządzeń, takich jak zintegrowana elektronika lub uwalnianie leków" mówi Anna Herland.
Dlaczego używane jest oko?
- Oko jest tak zwanym organem uprzywilejowanym immunologicznie. Oznacza to, że gdy organizm początkowo reaguje na implant, oko praktycznie nie ma komórek odpornościowych, które mogłyby zareagować negatywnie
- Oko jest dla badaczy jedynym oknem na ciało. Dzięki obserwacji i mikroskopii mogą oni szczegółowo zbadać, co dzieje się z implantem w czasie. Gdy naukowcy sprawdzą, czy wszystko działa, mogą rozważyć inne umiejscowienie implantu.
- Technika ta może być stosowana zarówno w przypadku cukrzycy typu 1, jak i typu 2, ponieważ obejmuje przeszczep wysepek - tj. leczenie lecznicze. Technika ta jest przeznaczona przede wszystkim do leczenia cukrzycy typu 1.