Antioxidantgel bevarar öfunktionen efter borttagning av bukspottkörteln

Forskare från Northwestern University har utvecklat ett nytt antioxidantbiomaterial som kan göra livet betydligt lättare för människor som lider av kronisk pankreatit i framtiden.

Huvudslutsatserna från studien

Artikeln "Fasförändrande citratmakromolekyl bekämpar oxidativ pankreatisk öskada, möjliggör öengraftment och funktion i omentum" publicerades den 7 juni i tidskriften Science Advances. p>

Innan kirurger tar bort bukspottkörteln från patienter med svår, smärtsam kronisk pankreatit, tar de först bort kluster av insulinproducerande vävnad som kallas Langerhanska öar och transplanterar dem in i leverns kärlsystem. Syftet med transplantationen är att bevara patientens förmåga att kontrollera blodsockernivåerna utan insulininjektioner.

Tyvärr förstör denna process 50-80 % av öarna, och en tredjedel av patienterna blir diabetiker efter operationen. Tre år efter operationen behöver 70 % av patienterna insulininjektioner, vilket åtföljs av ett antal biverkningar som viktökning, hypoglykemi och trötthet.

Ny metod för transplantation

I en ny studie transplanterade forskare de Langerhanska öarna in i omentum, en stor, platt fettvävnad som täcker tarmarna, istället för levern. För att skapa en mer gynnsam mikromiljö för öarna använde forskarna ett antioxidant och antiinflammatoriskt biomaterial som snabbt förvandlas från vätska till gel vid kroppstemperatur.

Resultat från djurförsök

I experiment på möss och primater förhindrade gelén framgångsrikt oxidativ stress och inflammatoriska reaktioner, vilket avsevärt förbättrade överlevnaden och funktionaliteten hos transplanterade öar. Detta är första gången en syntetisk antioxidantgel har använts för att bevara funktionaliteten hos transplanterade öar.

"Även om ötransplantation har förbättrats under de senaste åren, förblir de långsiktiga resultaten otillfredsställande", säger Guillermo A. Ameer, som ledde studien. "Vårt nya syntetiska material skapar en stödjande mikromiljö för holmarnas funktion. När det testades på djur var det mycket effektivt för att återställa normala blodsockernivåer."

Fördelar med det nya biomaterialet

"Med detta nya tillvägagångssätt hoppas vi att patienter inte längre kommer att tvingas välja mellan smärtan av kronisk pankreatit och komplikationerna av diabetes," tillade Jacqueline Burke, första författare till studien.

Roll och framtidsutsikter

För patienter som lever utan bukspottkörtel kan biverkningar som hantering av blodsockernivåer vara ett livslångt problem. De Langerhanska öarna hjälper kroppen att behålla kontrollen över blodsockernivåerna. Utan fungerande öar måste människor regelbundet övervaka sitt blodsocker och ta insulininjektioner.

"Att leva utan funktionella öar lägger en enorm börda på patienterna," sa Burke. "De måste lära sig att räkna kolhydrater, dosera insulin vid rätt tidpunkt och ständigt övervaka glukosnivåerna. Detta tar upp mycket av deras tid och mentala energi."

Problem med den aktuella metoden

Men tyvärr leder den nuvarande standarden för holmevård ofta till dåliga resultat. Efter operation för att avlägsna bukspottkörteln, isolerar kirurger öarna och transplanterar dem in i levern genom infusion av portvenen. Denna procedur har flera vanliga komplikationer. Öar i direkt kontakt med blodomloppet genomgår en inflammatorisk respons, mer än hälften av öarna dör och transplanterade öar kan orsaka farliga blodproppar i levern. Av dessa skäl sökte läkare och forskare en alternativ transplantationsplats.

Ny metod med citratlösning

För att skydda öarna och förbättra resultaten vände sig Ameer till en plattform av citratbiomaterial med antioxidantegenskaper som utvecklats i hans laboratorium. I cellkulturer förblev både mus- och mänskliga öar lagrade i citratgel livskraftiga mycket längre än öar i andra lösningar. När de exponerades för glukos utsöndrade öarna insulin, vilket visar normal funktionalitet.

Integration i tyger

Efter tre månader hade kroppen återabsorberat 80-90 % av den biokompatibla gelen, och vid det här laget behövdes den inte längre. "Vad som var förvånande var att öarna regenererade blodkärl," sa Ameer. "Kroppen har skapat ett nätverk av nya blodkärl för att koppla samman öarna med kroppen. Detta är ett viktigt genombrott eftersom blodkärlen håller öarna vid liv och friska."

Ameer planerar härnäst att testa hydrogelen i djurmodeller under en längre tidsperiod. Han noterade också att den nya hydrogelen kan användas för olika cellersättningsterapier, inklusive stamceller för behandling av diabetes.