Gel antioksidan mengekalkan fungsi pulau kecil selepas penyingkiran pankreas

Penyelidik dari Universiti Northwestern telah membangunkan biobahan antioksidan baharu yang boleh menjadikan hidup lebih mudah bagi mereka yang mengalami pankreatitis kronik pada masa hadapan.

Kesimpulan utama kajian

Artikel "Makromolekul sitrat yang berubah fasa memerangi kerosakan pulau pankreas oksidatif, membolehkan pengekalan dan fungsi pulau kecil dalam omentum" diterbitkan pada 7 Jun dalam jurnal Science Advances. p>

Sebelum pakar bedah mengeluarkan pankreas daripada pesakit yang mengalami pankreatitis kronik yang teruk dan menyakitkan, mereka mula-mula mengeluarkan gugusan tisu penghasil insulin yang dipanggil pulau kecil Langerhans dan memindahkannya ke dalam sistem vaskular hati. Tujuan pemindahan adalah untuk mengekalkan keupayaan pesakit mengawal paras glukosa darah tanpa suntikan insulin.

Malangnya, proses ini memusnahkan 50-80% pulau kecil, dan satu pertiga daripada pesakit menjadi diabetes selepas pembedahan. Tiga tahun selepas pembedahan, 70% pesakit memerlukan suntikan insulin, yang disertai dengan beberapa kesan sampingan seperti pertambahan berat badan, hipoglikemia dan keletihan.

Pendekatan baharu untuk pemindahan

Dalam kajian baharu, saintis memindahkan pulau kecil Langerhans ke dalam omentum, iaitu tisu lemak yang besar dan rata yang menutupi usus, bukannya hati. Untuk mencipta persekitaran mikro yang lebih baik untuk pulau kecil, penyelidik menggunakan biomaterial antioksidan dan anti-radang yang cepat bertukar daripada cecair kepada gel pada suhu badan.

Hasil eksperimen haiwan

Dalam eksperimen ke atas tikus dan primat, gel berjaya menghalang tekanan oksidatif dan tindak balas keradangan, meningkatkan kemandirian dan kefungsian pulau kecil yang dipindahkan dengan ketara. Ini adalah kali pertama gel antioksidan sintetik digunakan untuk mengekalkan kefungsian pulau kecil yang dipindahkan.

"Walaupun pemindahan pulau kecil telah bertambah baik dalam beberapa tahun kebelakangan ini, keputusan jangka panjang kekal tidak memuaskan," kata Guillermo A. Ameer, yang mengetuai kajian itu. "Bahan sintetik baharu kami mencipta persekitaran mikro yang menyokong fungsi pulau kecil. Apabila diuji pada haiwan, ia amat berkesan dalam memulihkan paras gula darah yang normal."

Kelebihan biobahan baharu

“Dengan pendekatan baharu ini, kami berharap pesakit tidak lagi terpaksa memilih antara kesakitan pankreatitis kronik dan komplikasi diabetes,” tambah Jacqueline Burke, pengarang pertama kajian itu.

Peranan dan prospek

Bagi pesakit yang hidup tanpa pankreas, kesan sampingan seperti menguruskan paras gula dalam darah boleh menjadi masalah sepanjang hayat. Pulau Langerhans membantu badan mengekalkan kawalan paras gula dalam darah. Tanpa pulau yang berfungsi, orang ramai mesti sentiasa memantau gula darah mereka dan mengambil suntikan insulin.

"Hidup tanpa pulau berfungsi memberi beban yang besar kepada pesakit," kata Burke. "Mereka perlu belajar cara mengira karbohidrat, dos insulin pada masa yang betul dan sentiasa memantau tahap glukosa. Ini mengambil banyak masa dan tenaga mental mereka."

Masalah dengan kaedah semasa

Tetapi malangnya, piawaian penjagaan pulau kecil semasa sering membawa kepada hasil yang buruk. Selepas pembedahan untuk membuang pankreas, pakar bedah mengasingkan pulau kecil dan memindahkannya ke dalam hati melalui infusi vena portal. Prosedur ini mempunyai beberapa komplikasi biasa. Pulau kecil yang bersentuhan langsung dengan aliran darah mengalami tindak balas keradangan, lebih separuh daripada pulau kecil mati, dan pulau kecil yang dipindahkan boleh menyebabkan pembekuan darah berbahaya di hati. Atas sebab ini, doktor dan penyelidik mencari tapak pemindahan alternatif.

Pendekatan baharu menggunakan penyelesaian sitrat

Untuk melindungi pulau kecil dan meningkatkan hasil, Ameer beralih kepada platform biomaterial sitrat dengan sifat antioksidan yang dibangunkan di makmalnya. Dalam kultur sel, kedua-dua pulau kecil tetikus dan manusia yang disimpan dalam gel sitrat kekal berdaya maju lebih lama daripada pulau kecil dalam larutan lain. Apabila terdedah kepada glukosa, pulau kecil merembeskan insulin, menunjukkan kefungsian normal.

Penyepaduan ke dalam fabrik

Selepas tiga bulan, badan telah menyerap semula 80-90% daripada gel biokompatibel, dan pada ketika ini ia tidak lagi diperlukan. "Apa yang mengejutkan ialah pulau-pulau kecil itu menjana semula saluran darah," kata Ameer. "Badan telah mencipta rangkaian saluran darah baharu untuk menghubungkan pulau kecil dengan badan. Ini merupakan satu kejayaan penting kerana saluran darah memastikan pulau kecil itu hidup dan sihat."

Ameer seterusnya merancang untuk menguji hidrogel dalam model haiwan dalam tempoh yang lebih lama. Beliau juga menyatakan bahawa hidrogel baharu itu boleh digunakan untuk pelbagai terapi penggantian sel, termasuk sel stem untuk rawatan diabetes.