Международная группа учёных только что совершила крупный прорыв в исследованиях диабета, успешно выполнив 3D-печать функциональных островков поджелудочной железы человека с использованием новых биочернил. Эта технология может в будущем устранить необходимость в инъекциях инсулина.
Важным прорывом в исследовании диабета стала разработка группой учёных под руководством восходящей звезды в этой области, доктора Квентина Перье, метода 3D-печати островков поджелудочной железы – инсулин-продуцирующих клеток, расположенных в ткани поджелудочной железы.
По данным Международной федерации диабета, трансплантация островков в печень обычно проходит с ограниченным успехом, что подчёркивает необходимость более эффективного лечения 59 миллионов человек во всём мире, страдающих диабетом 1 типа.
Предлагаемая взамен имплантация островков под кожу – это «значительный шаг вперёд в исследовании диабета», который предоставит пациентам с диабетом 1 типа менее инвазивный и более доступный вариант лечения.
«Наша цель состояла в том, чтобы воссоздать естественную среду поджелудочной железы, чтобы трансплантированные клетки выживали и функционировали лучше», — объяснил доктор Квентин Перье.
Можем ли мы увидеть конец инъекций инсулина?
Для изготовления островков поджелудочной железы команде пришлось доработать настройки 3D-принтера и использовать специальную биочернила, имитирующие опорную структуру поджелудочной железы.
Хрупкость человеческих островков представляет собой серьёзную проблему для медицины. Эта команда учёных скорректировала настройки принтера. Согласно пресс-релизу, низкое давление (30 кПа) и медленная скорость печати (20 мм в минуту) уменьшали физическую нагрузку на островки и помогали им сохранять свою естественную форму, что было препятствием в предыдущих попытках биопечати. Ранее применявшиеся подходы приводили к разрушению или слипанию островковых структур.
«Специальные биочернила, изготовленные из альгината и децеллюляризованной ткани поджелудочной железы человека, имитировали опорную структуру поджелудочной железы, обеспечивая островки кислородом и питательными веществами, необходимыми для их развития», — объяснил д-р Перье.
Испытания в лаборатории показали, что эти напечатанные островки остались живыми и здоровыми, с более чем 90-процентной выживаемостью клеток. Клетки, напечатанные специальными биочернилами, оставались живыми и функциональными в течение трех недель, что доказало их потенциал для клинического применения. Они лучше реагировали на глюкозу, чем стандартные островки, высвобождая больше инсулина при необходимости.
Эти напечатанные островки оказались «умными».
К 21 дню островки показали более сильную способность чувствовать и реагировать на уровень сахара в крови, что подсказало учёным, что они, возможно, достигли реального успеха. Ключевым фактором, возможно, стала пористая структура напечатанных на 3D-принтере островков, которая обеспечивала поступление кислорода и питательных веществ и способствовала васкуляризации, критически важной для долгосрочного выживания и функционирования после трансплантации.
«Это одно из первых исследований, в котором для биопечати используются настоящие человеческие островки вместо клеток животных, и результаты невероятно многообещающие», — отметил д-р Перье в пресс-релизе. «Это означает, что мы приближаемся к созданию готового метода лечения диабета, который однажды устранит необходимость в инъекциях инсулина».
«Хотя ещё предстоит много работы, этот новый метод биопечати знаменует собой важный шаг на пути к персонализированной имплантируемой терапии диабета. Если клинические испытания подтвердят его эффективность, он может преобразить лечение и качество жизни миллионов людей во всём мире», — заключил доктор Перье в пресс-релизе.
Перевод: Евгения Карташева
Источник: interestingengineering.com