Ερευνητές του Ιατρικού Πανεπιστημίου Wenzhou έχουν επαναπροσδιορίσει τον σπλήνα ως βιώσιμη θέση για μεταμόσχευση νησίδων, επιτρέποντας τον μακροπρόθεσμο έλεγχο του διαβήτη χωρίς το βάρος της πλήρους ανοσοκαταστολής. Η αναδιαμόρφωση του σπλήνα με νανοσωματίδια επέτρεψε σε μεταμοσχευμένα νησίδια ποντικού, αρουραίου και ανθρώπου να αποκαταστήσουν το φυσιολογικό σάκχαρο στο αίμα σε διαβητικά τρωκτικά και μακάκους cynomolgus.
Στον διαβήτη τύπου 1, το ανοσοποιητικό σύστημα καταστρέφει τα φυσικά βήτα κύτταρα, τα κύτταρα που παράγουν ινσουλίνη και βρίσκονται μέσα σε παγκρεατικές συστάδες που ονομάζονται νησίδια του Langerhans. Η μεταμόσχευση νησίδων μεταφέρει αυτές τις συστάδες από το πάγκρεας του δότη στην πυλαία φλέβα του ήπατος του λήπτη, όπου εγκαθίστανται στην ηπατική μικροαγγείωση. Μόλις τοποθετηθούν, επαναλαμβάνουν την έκκριση ινσουλίνης για να μειώσουν ή να εξαλείψουν τις ενέσεις και να αποκαταστήσουν τον γλυκαιμικό έλεγχο.
Η μεταμόσχευση ήπατος έχει σημαντικά μειονεκτήματα. Η ανοσολογική επίθεση, η χαμηλή τάση οξυγόνου και η ακαμψία του ηπατικού ιστού συχνά καταστρέφουν τις περισσότερες μεταμοσχευμένες νησίδες μέσα σε λίγες ώρες. Πάνω από το 70% των κυττάρων καταστρέφονται πριν από την ενσωμάτωση, αναγκάζοντας την εξάρτηση από πολλαπλούς δότες ανά λήπτη και αμβλύνοντας την θεραπευτική επιτυχία.
Εναλλακτικές θέσεις όπως το μάτι, το περιτόναιο και ο γραμμωτός μυς έχουν διερευνηθεί, ωστόσο η καθεμία παρουσιάζει επιπλοκές που κυμαίνονται από επεμβατική χειρουργική επέμβαση έως κακή επιβίωση των νησίδων ή μη φυσιολογικά πρότυπα χορήγησης ινσουλίνης.
Στη μελέτη με τίτλο «Μεταμόσχευση νησίδων σε ανοσοτροποποιητικές νανοσωματιδιακές αναδιαμορφωμένες σπλήνες», που δημοσιεύτηκε στο Science Translational Medicine, οι ερευνητές τροποποίησαν σπλήνες με νανοσωματίδια πυριτίου επικαλυμμένα με γλυκομαννάνη για να δημιουργήσουν ένα αγγειωμένο, ανοσοκατασταλτικό περιβάλλον για μεταμοσχευμένες νησίδες.
Οι ερευνητές δοκίμασαν τη στρατηγική μεταμόσχευσης σε ποντίκια και μακάκους cynomolgus. Τα μοντέλα ποντικών έλαβαν νησίδια ποντικού ή αρουραίου, ενώ οι μακάκοι εμφυτεύτηκαν με ανθρώπινα νησίδια από δύο δότες. Οι διαβητικές παθήσεις προκλήθηκαν χρησιμοποιώντας στρεπτοζοτοκίνη και στα δύο είδη. Στους μακάκους, η έγχυση νανοσωματιδίων και η μεταμόσχευση καθοδηγήθηκαν από υπερηχογράφημα Β και ακολουθήθηκαν από προσαρμοσμένα ανοσοκατασταλτικά σχήματα.
Νανοσωματίδια πυριτίου επικαλυμμένα με γλυκομαννάνη Konjac εγχύθηκαν στους σπλήνες ποντικών και μακάκων για την αναδιαμόρφωση της αρχιτεκτονικής των ιστών και τη ρύθμιση της τοπικής ανοσίας.
Στα ποντίκια, η διαδικασία περιελάμβανε τέσσερις ενέσεις νανοσωματιδίων σε διάστημα δύο εβδομάδων μετά από χειρουργική μετατόπιση του σπλήνα σε εξωπεριτοναϊκή θέση. Στους μακάκους, τα νανοσωματίδια χορηγούνταν εβδομαδιαίως για τέσσερις εβδομάδες υπό υπερηχογραφική καθοδήγηση στους άνω, μέσο και κάτω πόλους του σπλήνα.
Τα μοσχεύματα νησίδων παρασκευάστηκαν από πάγκρεας ποντικού, αρουραίου ή ανθρώπου χρησιμοποιώντας πέψη με κολλαγενάση και καθαρισμό με διαβάθμιση πυκνότητας. Νησίδια ποντικού και αρουραίου μεταμοσχεύθηκαν απευθείας σε αναδιαμορφωμένους σπλήνες σε διαβητικούς ποντικούς.
Τα ανθρώπινα νησίδια εγχύθηκαν σε σπλήνες μακάκων υπό υπερηχογραφική καθοδήγηση και υποστηρίχθηκαν με ανοσοκαταστολή προσαρμοσμένη για την πειραματική ομάδα. Η γλυκαιμική κατάσταση παρακολουθήθηκε με σειριακές μετρήσεις γλυκόζης αίματος, δοκιμασίες ινσουλίνης και C-πεπτιδίου και δοκιμές ανοχής στη γλυκόζη.
Τα νησίδια που μεταμοσχεύθηκαν σε αναδιαμορφωμένους σπλήνες σχημάτισαν σταθερά, μακράς διαρκείας μοσχεύματα. Σε διαβητικούς ποντικούς, τα νησίδια ποντικού και αρουραίου επιβίωσαν για 90 ημέρες και διατήρησαν την τυπική ενδοκρινική δομή. Χωρίς αναδιαμόρφωση, τα μοσχεύματα χάθηκαν εντός μιας εβδομάδας.
Η ταχεία αγγειακή ενσωμάτωση υποστήριξε την επιβίωση του μοσχεύματος. Τα αιμοφόρα αγγεία διείσδυσαν τα μοσχεύματα εντός ημερών και σχηματίστηκαν πυκνά αγγειακά δίκτυα εντός δύο εβδομάδων. Στους μακάκους, τα ανθρώπινα νησίδια παρέμειναν άθικτα για τουλάχιστον 28 ημέρες και έδειξαν σαφή επαναγγείωση χωρίς δομικές επιπλοκές.
Οι αναδιαμορφωμένοι σπλήνες ανέπτυξαν ένα τοπικό ανοσοποιητικό περιβάλλον που υποστήριξε την ανοχή στο μοσχευμα. Σε ποντίκια, η επεξεργασία με νανοσωματίδια επέκτεινε τα ρυθμιστικά Τ κύτταρα και τα μακροφάγα Μ2, ενώ μείωσε τα δραστικά Τ κύτταρα και τις προφλεγμονώδεις κυτοκίνες. Τα μοσχευμένα νησίδια πυροδότησαν ελάχιστες αποκρίσεις αντισωμάτων ή κυτοκινών, ακόμη και πέρα από τα εμπόδια των ειδών.
Στους μακάκους, οι αναδιαμορφωμένοι σπλήνες έδειξαν παρόμοια ανοσολογική αναδιαμόρφωση, με αντιφλεγμονώδη γονιδιακή έκφραση και μειωμένη ενεργοποίηση Τ κυττάρων. Οι δοκιμές in vitro επιβεβαίωσαν ότι τα νανοσωματίδια κατέστειλαν τον πολλαπλασιασμό των Τ κυττάρων και προήγαγαν την πόλωση των μακροφάγων προς έναν ρυθμιστικό φαινότυπο.
Μεταμοσχευμένα νησίδια σε αναδιαμορφωμένους σπλήνες αποκατέστησαν γρήγορα τον έλεγχο της γλυκόζης στο αίμα σε διαβητικά ποντίκια. Η νορμογλυκαιμία επιτεύχθηκε εντός ημερών και διατηρήθηκε για έως και 90 ημέρες τόσο με νησίδια ποντικού όσο και με αρουραίου. Η ανοχή στη γλυκόζη και η έκκριση ινσουλίνης ήταν τα ίδια με αυτά των υγιών ελέγχων.
Στους μακάκους, τα μοσχεύματα ανθρώπινων νησίδων διατήρησαν την απελευθέρωση ινσουλίνης και C-πεπτιδίου για τουλάχιστον 28 ημέρες. Η γλυκαιμική σταθερότητα διατηρήθηκε υπό μειωμένη ανοσοκαταστολή και η σπληνεκτομή ανέστρεψε το αποτέλεσμα, επιβεβαιώνοντας τη λειτουργία που εξαρτάται από το μόσχευμα.
Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η αναδιαμόρφωση του σπλήνα προσφέρει μια βιώσιμη εναλλακτική λύση στη μεταμόσχευση νησίδων με βάση το ήπαρ. Το τροποποιημένο μικροπεριβάλλον υποστήριξε την επιβίωση και τη λειτουργία των νησίδων σε όλα τα είδη με μειωμένη ανοσολογική παρέμβαση.
Η προσέγγιση προσφέρει μια λιγότερο επεμβατική, πιο αξιόπιστη και λιγότερο επικίνδυνη μέθοδο για την αποκατάσταση της παραγωγής ινσουλίνης στον διαβήτη τύπου 1. Ενώ εξακολουθούν να απαιτούνται μακροπρόθεσμες μελέτες και κλινικές δοκιμές, τα αρχικά αποτελέσματα φαίνονται πολλά υποσχόμενα ως μια στρατηγική που θα μπορούσε να φέρει τις θεραπείες που βασίζονται σε νησίδια πιο κοντά στην καθημερινή κλινική χρήση.
