Δημοφιλείς Αναρτήσεις

Επιλογή Συντάκτη - 2019

Ο ιστός της αράχνης εμπνέει αφαιρούμενο εμφύτευμα που μπορεί να ελέγχει τον διαβήτη τύπου 1

Anonim

Για τους περισσότερους από 1 εκατομμύριο Αμερικανούς που ζουν με διαβήτη τύπου 1, οι ημερήσιες ενέσεις ινσουλίνης είναι κυριολεκτικά ζήτημα ζωής και θανάτου. Και ενώ δεν υπάρχει καμία θεραπεία, μια ερευνητική ομάδα υπό την ηγεσία του Πανεπιστημίου Cornell έχει αναπτύξει μια συσκευή που θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στη διαχείριση της νόσου.

διαφήμιση


Στον διαβήτη τύπου 1, τα συσσωματώματα παγκρεατικών κυττάρων που παράγουν ινσουλίνη (νησίδες) καταστρέφονται από το ανοσοποιητικό σύστημα του σώματος. Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον βοηθό καθηγητή Minglin Ma από το Τμήμα Βιολογικής και Περιβαλλοντικής Μηχανικής, έχει επινοήσει μια έξυπνη μέθοδο για την εμφύτευση εκατοντάδων χιλιάδων κυττάρων νησίδων σε έναν ασθενή. Προστατεύονται από μια λεπτή επικάλυψη υδρογέλης και, το πιο σημαντικό, τα επικαλυμμένα κύτταρα συνδέονται με ένα νήμα πολυμερούς και μπορούν να αφαιρεθούν ή να αντικατασταθούν εύκολα όταν έχουν ξεπεράσει τη χρησιμότητά τους.

Η μεταμόσχευση κυττάρων νησιδίων που παράγονται από βλαστοκύτταρα είναι μια εναλλακτική λύση στη θεραπεία ινσουλίνης, αλλά αυτό απαιτεί μακροχρόνια χορήγηση ανοσοκατασταλτικών φαρμάκων. Μια καλά ερευνημένη προσέγγιση για την αποφυγή της αντίδρασης του ανοσοποιητικού συστήματος είναι η επικάλυψη και η προστασία των κυττάρων σε μικροσκοπικές κάψουλες υδρογέλης με διάμετρο εκατοντάδων μικρών. Ωστόσο, αυτές οι κάψουλες δεν μπορούν να αφαιρεθούν εύκολα από το σώμα, επειδή δεν συνδέονται μεταξύ τους και υπάρχουν εκατοντάδες χιλιάδες από αυτούς.

Και η ικανότητα απομάκρυνσης της μεταμόσχευσης είναι το κλειδί λόγω της δυνατότητας σχηματισμού όγκων.

«Όταν αποτύχουν ή πεθάνουν, πρέπει να βγουν έξω», είπε ο Ma. "Δεν θέλετε να βάζετε κάτι στο σώμα που δεν μπορείτε να βγάλετε έξω. Με τη μέθοδο μας, αυτό δεν είναι πρόβλημα".

Λαμβάνοντας έμπνευση από τον τρόπο με τις χάντρες νερού σε ένα ιστό της αράχνης, ο Ma και η ομάδα του επιχειρήθηκαν πρώτα να συνδέσουν τις κάψουλες που περιέχουν κυτταρίτιδα μέσω νημάτων, αλλά συνειδητοποίησαν ότι θα ήταν καλύτερο να τοποθετήσουν το στρώμα υδρογέλης ομοιόμορφα γύρω από μια χορδή. Αυτή η χορδή: ένα ιονισμένο νάτριο πολυμερές που απελευθερώνει ασβέστιο.

Αυτό το νήμα - το οποίο η ομάδα έχει μεταγλωττίσει TRAFFIC (ενισχυμένο με νήματα αλγινικό νήμα για τα νησιά EnCapsulation) - ήταν εμπνευσμένο από ένα ιστό αράχνης αλλά, σύμφωνα με τον Ma, είναι ακόμη καλύτερο επειδή η υδρογέλη καλύπτει το νήμα ομοιόμορφα.

"Δεν έχετε κενά μεταξύ των καψουλών", είπε. "Με το μετάξι ενός αράχνης, εξακολουθούν να υπάρχουν κενά ανάμεσα στις χάντρες νερού. Στην περίπτωσή μας, τα κενά θα ήταν κακή όσον αφορά τον ιστό ουλής και τα παρόμοια."

Αυτή η θεραπεία θα περιλάμβανε ελάχιστα επεμβατική λαπαροσκοπική χειρουργική επέμβαση για να εμφυτεύσει περίπου 6 πόδια υδροπηκτοποιημένου νήματος στην περιτοναϊκή κοιλότητα του ασθενούς.

Η TRAFFIC έχει λάβει προστασία ευρεσιτεχνίας με τη βοήθεια του δανικού φαρμακευτικού γίγαντα Novo Nordisk, ο οποίος ανέπτυξε ενέσιμη ινσουλίνη πριν από περισσότερα από 90 χρόνια και είναι συνεργάτης του εγγράφου. Άλλοι συν-συγγραφείς περιλαμβάνουν τον καθηγητή Dan Luo στο Τμήμα Βιολογίας και Περιβαλλοντικής Μηχανικής, μεταδιδακτορικός ερευνητής Wei Song, διδακτορικούς φοιτητές Τζέισον Λου και Yehudah Pardo, επιστήμονες ινών postdoc Dahua Shou, καθηγητής διατροφικής επιστήμης Ling Qi και postdoc Yewei Ji.

Αυτό το έργο υποστηρίχθηκε από την Αμερικανική Ένωση Διαβήτη, την 3Μ Co, Novo Nordisk, το Cornell Technology Acceleration and Maturity Fund, το Cornell Stem Cell Program Fund και το Ίδρυμα Hartwell. Οι εργασίες χρησιμοποίησαν τις εγκαταστάσεις κοινόχρηστων εγκαταστάσεων του Κέντρου Κελνών Υλικών, οι οποίες υποστηρίζονται από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών.

διαφήμιση



Ιστορία Πηγή:

Υλικά που παρέχονται από το Πανεπιστήμιο Cornell . Σημείωση: Το περιεχόμενο μπορεί να επεξεργαστεί για στυλ και μήκος.


Βιβλιογραφία :

  1. Ο Duo An, ο Alan Chiu, ο Τζέιμς Α. Φλάντερς, ο Wei Song, ο Dahua Shou, ο Yen-Chun Lu, ο Lars G. Grunnet, η Louise Winkel, ο Camilla Ingvorsen, ο Nicolaj Strøyer Christophersen, ο Johannes Josef Fels,, Yehudah Pardo, Dan Luo, Meredith Silberstein, Jintu Fan, Minglin Ma. Σχεδίαση μιας συσκευής εγκλωβισμού κυττάρων που μπορεί να ανακτηθεί και κλιμακωθεί για δυνητική θεραπεία του διαβήτη τύπου 1 . Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, 2017; 201708806 DOI: 10.1073 / pnas.1708806115