Ученые Института исследований диабета разработали революционную методику обеспечения кислородом, необходимым для поддержания выживания клеток, вырабатывающих инсулин. Впервые ученым удалось успешно локально доставлять кислород к бета-клеткам с помощью биоматериала. Результаты исследования, которое представляет собой важный шаг к цели разработки альтернативного участка для размещения клеток, продуцирующих инсулин, были только что опубликованы в престижном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Одной из основных проблем при трансплантации клеток, особенно бета-клеток, является удовлетворение высокой потребности этих клеток в питательных веществах после трансплантации. В первые дни имплантации эти клетки не имеют функционирующей сосудистой сети, снабжающей клетки кислородом, таким образом, клетки испытывают недостаток кислорода и происходит большая потеря клеток.

Команда DRI, возглавляемая доктором Чери Стейблер, разработала новый материал, вырабатывающий кислород (называемый PDMS-CaO2), который способен вырабатывать этот важнейший элемент при контакте с водой. Это самопроизвольное образование кислорода создает богатую питательными веществами среду при постоянном приеме кислородных добавок в течение более шести недель. С помощью этой уникальной системы биоматериалов можно элегантно контролировать продолжительность и количество вырабатываемого кислорода, обеспечивая тем самым идеальную среду для клеток. Потенциал этого метода для повышения выживаемости бета-клеток с использованием этого материала был продемонстрирован инкубированием бета-клеток и островков в условиях, имитирующих естественную поджелудочную железу.

"Мы работали над созданием оптимальной среды для размещения трансплантированных островков, имитирующих нативную поджелудочную железу, сродни "мини-органу", и это исследование представляет собой значительный шаг к достижению этой цели", - говорит доктор Чери Стейблер. "Этот биоматериал, вырабатывающий кислород, обеспечивает дополнительный кислород, необходимый островкам, и служит мостиком до формирования сосудистого русла (кровеносных сосудов), обеспечивая естественную доставку кислорода к клеткам, вырабатывающим инсулин".

В исследовании исследователи также использовали 3D-модель, похожую на биоинженерный каркас, чтобы продемонстрировать, что материал, вырабатывающий кислород, способен предотвращать гибель клеток из-за недостаточного уровня кислорода. Учитывая эти многообещающие результаты, будущие исследования сосредоточены на применении этих исследований к имплантируемым трансплантатам с конечной целью сохранения жизнеспособности островков в период опасного приживления.

"Этот новый метод устойчивой доставки кислорода в микроокружение тканеинженерных участков может быть критически важен для улучшения выживаемости трансплантированных клеточных продуктов. Новая платформенная технология может быть особенно полезна на деликатном этапе после имплантации, когда растут новые кровеносные сосуды, обеспечивающие полноценную питательную и кислородную поддержку пересаженной ткани ", - сказал доктор Камилло Рикорди, научный директор DRI.

"Мы очень воодушевлены результатами этого исследования и их влиянием на достижение нашей цели - донести эти результаты до миллионов людей, живущих с диабетом", - добавил доктор Стейблер.