Τα άτομα που ζουν με διαβήτη τύπου 1 πρέπει να ακολουθήσουν προσεκτικά τα συνταγογραφούμενα σχήματα ινσουλίνης καθημερινά, λαμβάνοντας ενέσεις της ορμόνης μέσω σύριγγας, αντλίας ινσουλίνης ή μέσω κάποιας άλλης συσκευής. Αν και βιώσιμες οι μακροχρόνιες αυτές θεραπείες, αυτός ο τρόπος θεραπείας είναι μια διά βίου ταλαιπωρία.
Οι παγκρεατικές νησίδες ελέγχουν την παραγωγή ινσουλίνης όταν αλλάζουν τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα, και στον διαβήτη τύπου 1, το ανοσοποιητικό σύστημα του σώματος επιτίθεται και καταστρέφει τέτοια κύτταρα παραγωγής ινσουλίνης. Η μεταμόσχευση νησίδων έχει προκύψει τις τελευταίες δεκαετίες ως πιθανή θεραπεία για τον διαβήτη τύπου 1. Με υγιείς μεταμοσχευμένες νησίδες, οι ασθενείς με διαβήτη τύπου 1 ενδέχεται να μη χρειάζονται πλέον ενέσεις ινσουλίνης, ωστόσο οι προσπάθειες μεταμόσχευσης έχουν αντιμετωπίσει αποτυχίες με το ανοσοποιητικό σύστημα να απορρίπτει τις νέες νησίδες. Τα τρέχοντα ανοσοκατασταλτικά φάρμακα προσφέρουν ανεπαρκή προστασία για μεταμοσχευμένα κύτταρα και ιστούς και συνοδεύονται από ανεπιθύμητες παρενέργειες.
Τώρα μια ομάδα ερευνητών στο Northwestern University έχει ανακαλύψει μια τεχνική για να βοηθήσει σε μια πιο αποτελεσματική ανοσοδιαμόρφωση. Η μέθοδος χρησιμοποιεί νανομεταφορείς για να επαναπροσδιοριστεί η κοινώς χρησιμοποιούμενη ανοσοκατασταλτική ραπαμυκίνη. Χρησιμοποιώντας αυτούς τους νανομεταφορείς που «φορτώθηκαν» από ραπαμυκίνη, οι ερευνητές δημιούργησαν μια νέα μορφή ανοσοκαταστολής ικανής να στοχεύει συγκεκριμένα κύτταρα που σχετίζονται με τη μεταμόσχευση χωρίς να καταστείλει ευρύτερες ανοσολογικές αποκρίσεις.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στις 17 Ιανουαρίου 2022 στο περιοδικό Nanotechnology.
Καθορίζοντας την επίθεση του σώματος
Ο Ameer εργάζεται για τη βελτίωση των αποτελεσμάτων της μεταμόσχευσης νησίδων με την παροχή νησίδων με ένα μηχανικό περιβάλλον, χρησιμοποιώντας βιοϋλικά για τη βελτιστοποίηση της επιβίωσης και της λειτουργίας τους. Ωστόσο, τα προβλήματα που σχετίζονται με την παραδοσιακή συστηματική ανοσοκαταστολή παραμένουν ως εμπόδιο στην κλινική διαχείριση των ασθενών και πρέπει επίσης να αντιμετωπιστούν για να έχουν αντίκτυπο στη φροντίδα τους, δήλωσε ο Ameer.
«Αυτή ήταν μια ευκαιρία να συνεργαστώ με τον Evan Scott, έναν ηγέτη στην Immunoengineering και να συμμετάσχω σε μια συνεργασία έρευνας σύγκλισης που εκτελέστηκε με τεράστια προσοχή στη λεπτομέρεια από την Jacqueline Burke», είπε ο Ameer.
Η ραπαμυκίνη είναι καλά μελετημένη και συνήθως χρησιμοποιείται για την επαναφορά της ανοσοποίησης κατά τη διάρκεια άλλων τύπων θεραπείας και μεταμοσχεύσεων, αξιοσημείωτη για το ευρύ φάσμα των επιπτώσεών της σε πολλούς τύπους κυττάρων σε όλο το σώμα. Συνήθως παραδίδεται από το στόμα, η ραπαμυκίνη πρέπει να παρακολουθείται προσεκτικά για την πρόληψη τοξικών επιδράσεων. Ωστόσο, βρίσκεται σε χαμηλότερη αποτελεσματικότητα σε περιπτώσεις όπως η μεταμόσχευση νησίδων.
Ο Scott, δήλωσε ότι μένει να δουν πώς θα μπορούσε να ενισχυθεί το φάρμακο με την τοποθέτησή του σε ένα νανοσωματίδιο προκειμένου να «ελέγχεται το πού να πηγαίνει μέσα στο σώμα».
«Για να αποφευχθούν οι ευρείες επιδράσεις της ραπαμυκίνης κατά τη διάρκεια της θεραπείας, το φάρμακο τυπικά χορηγείται σε χαμηλές δοσολογίες και μέσω συγκεκριμένων οδών χορήγησης, κυρίως από το στόμα. Αλλά στην περίπτωση μιας μεταμόσχευσης, πρέπει να δοθεί αρκετή ραπαμυκίνη για να καταστείλει συστηματικά τα κύτταρα Τ, τα οποία μπορούν να έχουν σημαντικές παρενέργειες όπως η απώλεια μαλλιών, οι πληγές του στόματος και ένα συνολικό αποδυναμωμένο ανοσοποιητικό σύστημα».
Ακολουθώντας τη μεταμόσχευση, τα ανοσοκύτταρα, που ονομάζονται Τ κύτταρα, συνήθως απορρίπτονται από τα πρόσφατα εισαγόμενα ξένα κύτταρα και ιστούς. Τα ανοσοκατασταλτικά που χρησιμοποιούνται για την αναστολή αυτού του σκοπού μπορούν επίσης να επηρεάσουν την ικανότητα του σώματος να καταπολεμήσει άλλες λοιμώξεις αποκλείοντας τα Τ κύτταρα από το σώμα. Αλλά η ομάδα αυτή διαμόρφωσε έτσι τον νανομεταφορέα και το μείγμα των φαρμάκων για να έχει πιο συγκεκριμένο και στοχευμένο αποτέλεσμα. Αντί για άμεση διαμόρφωση των Τ κυττάρων – ο πιο κοινός θεραπευτικός στόχος της ραπαμυκίνης – το νανοσωματίδιο θα σχεδιάζεται να στοχεύει και να τροποποιεί τα κύτταρα που παρουσιάζουν αντιγόνα (APC) που επιτρέπουν μεγαλύτερη στοχοθετημένη, ελεγχόμενη ανοσοκαταστολή.
Η χρήση νανοσωματιδίων επέτρεψε επίσης στην ομάδα να παρέχει ραπαμυκίνη μέσω μιας υποδόριας ένεσης, η οποία χρησιμοποιεί μια διαφορετική μεταβολική οδό για να αποφευχθεί η εκτεταμένη απώλεια φαρμάκων από τη διαδρομή στο ήπαρ με τη στοματική χορήγηση. Αυτή η οδός χορήγησης απαιτεί σημαντικά λιγότερη ραπαμυκίνη για να είναι αποτελεσματική – περίπου το ήμισυ της τυπικής δόσης.
«Αλλάζοντας τον κυτταρικό τύπο, αλλάξαμε τον τρόπο με τον οποίο επιτεύχθηκε η ανοσοκαταστολή» δήλωσε ο Scott.
Ένα «όνειρο» γίνεται πραγματικότητα στην έρευνα διαβήτη
Η ομάδα εξέτασε την υπόθεση σε ποντίκια, εισάγοντας διαβήτη στον πληθυσμό πριν από τη θεραπεία τους με ένα συνδυασμό μεταμόσχευσης νησίδων και ραπαμυκίνης, που παρέχεται μέσω του τυποποιημένου προφορικού σχήματος Rapamune® και τη διαμόρφωση του νανομεταφορεά. Ξεκινώντας από την ημέρα πριν από τη μεταμόσχευση, οι ποντικοί έλαβαν ενέσεις του ενισχυμένου φαρμάκου και συνέχισαν τις ενέσεις κάθε τρεις ημέρες για δύο εβδομάδες.
Η ομάδα παρατήρησε ελάχιστες παρενέργειες στα ποντίκια και βρήκε ότι ο διαβήτης εξαλείφθηκε για το μήκος της δοκιμής των 100 ημερών, αλλά η θεραπεία θα πρέπει να διαρκεί όσο κι η διάρκεια ζωής της μεταμόσχευσης. Η ομάδα έδειξε επίσης ότι ο πληθυσμός των ποντικών που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με το νανο-χορηγούμενο φάρμακο είχε μια «ισχυρή ανοσοαπόκριση» σε σύγκριση με τα ποντίκια στα οποία δόθηκαν τυποποιημένες θεραπείες του φαρμάκου.
Η έννοια της ενίσχυσης και ελέγχου των παρενεργειών των φαρμάκων μέσω της νανομεταφοράς δεν είναι κάτι νέο, δήλωσε ο Scott. «Αλλά εδώ δεν ενισχύουμε ένα αποτέλεσμα, το αλλάζουμε – με τον επαναπροσδιορισμό της βιοχημικής οδού ενός φαρμάκου, σε αυτή την περίπτωση την αναστολή του MTOR από ραπαμυκίνη, δημιουργούμε μια εντελώς διαφορετική κυτταρική απόκριση».
Η ανακάλυψη της ομάδας θα μπορούσε να έχει εκτεταμένες επιπτώσεις. «Αυτή η προσέγγιση μπορεί να εφαρμοστεί σε άλλα μεταμοσχευμένα όργανα ή ιστούς, ανοίγοντας νέους τομείς έρευνας και επιλογές για τους ασθενείς», ανέφερε ο Ameer. «Εργαζόμαστε τώρα για τη εφαρμογή αυτών των συναρπαστικών αποτελεσμάτων ένα βήμα πιο κοντά στην κλινική χρήση».
Η Jacqueline Burke δύσκολα θα μπορούσε να πιστέψει τις μετρήσεις της όταν είδε το σάκχαρο του αίματος του ποντικιού από εξαιρετικά διαβητικά επίπεδα σε έναν ζυγό αριθμό. Συνέχισε τον διπλό έλεγχο για να βεβαιωθεί ότι δεν ήταν κάτι τρελό, κι ότι οι μετρήσεις ήταν σταθερές.
«Στο προηγούμενο μου πρόγραμμα, εργάστηκα για την επούλωση πληγών για τα έλκη του διαβητικού ποδιού, τα οποία αποτελούν επιπλοκή του διαβήτη τύπου 1», δήλωσε η Burke.
Η Burke διαγνώστηκε με διαβήτη τύπου 1 όταν ήταν εννέα και για μεγάλο χρονικό διάστημα γνώριζε ότι ήθελε να συμβάλει με κάποιο τρόπο στο πεδίο της έρευνας.
Η επιστημονική ομάδα του All-Northwestern εργάζεται σε πειράματα και δημοσιεύει μελέτες σχετικά με τη μεταμόσχευση νησίδων εδώ και τρία χρόνια και τόσο η Burke όσο και ο Scott λένε ότι το έργο που μόλις δημοσίευσαν θεωρούν ότι αποτελεί επανάσταση και λένε ότι θα μπορούσε να έχει σημαντικές επιπτώσεις στο μέλλον της έρευνας του διαβήτη.
Nanotherapy offers new hope for the treatment of Type 1 diabetes — ScienceDaily
