Antioksidantgel bevarer holmenes funksjon etter fjerning av bukspyttkjertelen

Forskere fra Northwestern University har utviklet et nytt antioksidantbiomateriale som i fremtiden kan gjøre livet mye enklere for personer som lider av kronisk pankreatitt.

Viktige funn fra studien

Artikkelen «Faseskiftende citratmakromolekyl bekjemper oksidativ skade på pankreatiske øyøyer, muliggjør øyinnpoding og -funksjon i omentum», ble publisert 7. juni i tidsskriftet Science Advances.

Før kirurger fjerner bukspyttkjertelen fra pasienter med alvorlig, smertefull kronisk pankreatitt, fjerner de først klynger av insulinproduserende vev kalt Langerhans' øyer og transplanterer dem inn i leverens karsystem. Målet med transplantasjonen er å bevare pasientens evne til å kontrollere blodsukkernivået uten insulininjeksjoner.

Dessverre ødelegger denne prosessen 50–80 % av øyene, og en tredjedel av pasientene blir diabetikere etter operasjonen. Tre år etter operasjonen trenger 70 % av pasientene insulininjeksjoner, noe som er ledsaget av en rekke bivirkninger som vektøkning, hypoglykemi og tretthet.

En ny tilnærming til transplantasjon

I den nye studien transplanterte forskere Langerhans-øyer inn i omentum, et stort, flatt fettvev som kler tarmene, i stedet for leveren. For å skape et gunstigere mikromiljø for øyene brukte forskerne et antioksidant og antiinflammatorisk biomateriale som raskt går fra væske til gel ved kroppstemperatur.

Resultater av dyreforsøk

I forsøk på mus og primater klarte gelen å forhindre oksidativt stress og inflammatoriske reaksjoner, noe som forbedret overlevelsen og funksjonaliteten til transplanterte øyer betydelig. Dette er første gang en syntetisk antioksidantgel har blitt brukt for å bevare funksjonaliteten til transplanterte øyer.

«Selv om øytransplantasjon har blitt bedre de siste årene, er de langsiktige resultatene fortsatt utilfredsstillende», sa Guillermo A. Ameer, som ledet studien. «Vårt nye syntetiske materiale skaper et støttende mikromiljø for øyfunksjonen. I dyreforsøk var det svært effektivt og gjenopprettet normale blodsukkernivåer.»

Fordeler med det nye biomaterialet

«Med denne nye tilnærmingen håper vi at pasienter ikke lenger vil bli tvunget til å velge mellom smertene ved kronisk pankreatitt og komplikasjonene ved diabetes», la Jacqueline Burke, førsteforfatter av studien, til.

Rolle og utsikter

For pasienter som ikke har bukspyttkjertel, kan bivirkninger som å kontrollere blodsukkernivået være en livslang utfordring. De Langerhanske øyene hjelper kroppen med å opprettholde kontroll over blodsukkernivået. Uten fungerende øyer må man ofte overvåke blodsukkernivået og injisere insulin.

«Det å leve uten fungerende øyer legger en enorm byrde på pasientene», sa Burke. «De må lære å telle karbohydrater, dosere insulin til riktig tid og kontinuerlig overvåke glukosenivåene sine. Det tar mye av tiden og den mentale energien deres.»

Problemer med den nåværende metoden

Men dessverre fører dagens standardbehandling for øyer ofte til dårlige resultater. Etter kirurgi for å fjerne bukspyttkjertelen, isolerer kirurgene øyene og transplanterer dem inn i leveren via portveneinfusjon. Denne prosedyren har flere vanlige komplikasjoner. Øyer i direkte kontakt med blodet gjennomgår en inflammatorisk respons, mer enn halvparten av øyene dør, og transplanterte øyer kan forårsake farlige blodpropper i leveren. Av disse grunnene har leger og forskere lett etter et alternativt transplantasjonssted.

En ny tilnærming ved bruk av sitratløsning

For å beskytte øygruppene og forbedre resultatene, vendte Ameer seg til en plattform av sitratbiomateriale utviklet i laboratoriet hans med antioksidantegenskaper. I cellekulturer forble både muse- og menneskeøygruppe lagret i sitratgel levedyktige mye lenger enn øygruppegruppegruppegruppegruppegruppegruppegruppegruppegruppegruppegruppe. Når øygruppene ble eksponert for glukose, utskilte de insulin, noe som viste normal funksjonalitet.

Integrering i vev

Etter tre måneder hadde kroppen reabsorbert 80 til 90 prosent av den biokompatible gelen, og da var den ikke lenger nødvendig. «Det som var utrolig var at øyene regenererte blodårene», sa Ameer. «Kroppen skapte et nettverk av nye blodårer for å koble øyene til kroppen. Dette er et viktig gjennombrudd fordi blodårene holder øyene levende og sunne.»

Ameer planlegger å teste hydrogelen i dyremodeller over en lengre periode fremover. Han bemerket også at den nye hydrogelen kan brukes til en rekke celleerstatningsterapier, inkludert stamcellebehandling for diabetes.