Antioxidant gel bevarer øens funktion efter bugspytkirtelfjernelse

Forskere fra Northwestern University har udviklet et nyt antioxidant biomateriale, der kan gøre livet væsentligt lettere for mennesker, der lider af kronisk pancreatitis i fremtiden.

Hovedkonklusioner af undersøgelsen

Artiklen "Phase-changing citrate macromolecule combats oxidative pancreatic islet damage, enables islet ingraftment and function in the omentum" blev offentliggjort den 7. Juni i tidsskriftet Science Advances. p>

Før kirurger fjerner bugspytkirtlen fra patienter med svær, smertefuld kronisk pancreatitis, fjerner de først klynger af insulinproducerende væv kaldet Langerhans-øer og transplanterer dem ind i leverens karsystem. Formålet med transplantationen er at bevare patientens evne til at kontrollere blodsukkerniveauet uden insulininjektioner.

Desværre ødelægger denne proces 50-80 % af øerne, og en tredjedel af patienterne bliver diabetikere efter operationen. Tre år efter operationen har 70 % af patienterne behov for insulininjektioner, hvilket er ledsaget af en række bivirkninger såsom vægtøgning, hypoglykæmi og træthed.

Ny tilgang til transplantation

I en ny undersøgelse transplanterede forskere Langerhans-øerne ind i omentum, et stort, fladt fedtvæv, der dækker tarmene i stedet for leveren. For at skabe et mere gunstigt mikromiljø for øerne brugte forskerne et antioxidant og antiinflammatorisk biomateriale, der hurtigt bliver fra væske til gel ved kropstemperatur.

Resultater af dyreforsøg

I eksperimenter på mus og primater forhindrede gelen med succes oxidativt stress og inflammatoriske reaktioner, hvilket væsentligt forbedrede overlevelsen og funktionaliteten af transplanterede øer. Dette er første gang, en syntetisk antioxidantgel er blevet brugt til at bevare funktionaliteten af transplanterede øer.

"Selvom øtransplantation er blevet forbedret i de senere år, er langsigtede resultater stadig utilfredsstillende," sagde Guillermo A. Ameer, der ledede undersøgelsen. "Vores nye syntetiske materiale skaber et støttende mikromiljø for ø-funktion. Da det blev testet på dyr, var det yderst effektivt til at genoprette normale blodsukkerniveauer."

Fordele ved det nye biomateriale

"Med denne nye tilgang håber vi, at patienter ikke længere vil blive tvunget til at vælge mellem smerten ved kronisk pancreatitis og komplikationerne ved diabetes," tilføjede Jacqueline Burke, førsteforfatter af undersøgelsen.

Rolle og udsigter

For patienter, der lever uden bugspytkirtel, kan bivirkninger såsom styring af blodsukkerniveauet være et livslangt problem. Øerne i Langerhans hjælper kroppen med at bevare kontrollen over blodsukkerniveauet. Uden fungerende øer skal folk ofte overvåge deres blodsukker og tage insulininjektioner.

"At leve uden funktionelle øer lægger en enorm byrde på patienterne," sagde Burke. "De skal lære at tælle kulhydrater, dosere insulin på det rigtige tidspunkt og konstant overvåge glukoseniveauer. Dette tager meget af deres tid og mentale energi."

Problemer med den aktuelle metode

Men desværre fører den nuværende standard for holmpleje ofte til dårlige resultater. Efter operation for at fjerne bugspytkirtlen, isolerer kirurger øerne og transplanterer dem ind i leveren gennem portveneinfusion. Denne procedure har flere almindelige komplikationer. Øer i direkte kontakt med blodbanen gennemgår en inflammatorisk reaktion, mere end halvdelen af øerne dør, og transplanterede øer kan forårsage farlige blodpropper i leveren. Af disse grunde søgte læger og forskere et alternativt transplantationssted.

Ny tilgang ved hjælp af citratopløsning

For at beskytte øerne og forbedre resultaterne henvendte Ameer sig til en platform af citratbiomaterialer med antioxidantegenskaber udviklet i hans laboratorium. I cellekulturer forblev både muse- og menneskeøer opbevaret i citratgel levedygtige meget længere end øer i andre opløsninger. Når de blev udsat for glukose, udskilte øerne insulin, hvilket viser normal funktionalitet.

Integration i stoffer

Efter tre måneder havde kroppen genabsorberet 80-90 % af den biokompatible gel, og på dette tidspunkt var den ikke længere nødvendig. "Det, der var overraskende, var, at øerne regenererede blodkar," sagde Ameer. "Kroppen har skabt et netværk af nye blodkar til at forbinde øerne med kroppen. Dette er et vigtigt gennembrud, fordi blodkarrene holder øerne i live og sunde."

Ameer planlægger derefter at teste hydrogelen i dyremodeller over en længere periode. Han bemærkede også, at den nye hydrogel kunne bruges til forskellige celleerstatningsterapier, herunder stamceller til behandling af diabetes.