جسيمات المواد الحيوية تثقيف الجهاز المناعي لقبول الجزر المزروعة

Simulated Reality Tom Campbell and Bruce Lipton (يونيو 2019).

Anonim

وبتوجيه خلايا الجهاز المناعي الرئيسية لقبول الجزر المنتجة للإنسولين المزروعة ، فتح الباحثون طريقا جديدا محتملا لعلاج داء السكري من النوع الأول. إذا كان هذا النهج ناجحًا في نهاية المطاف عند البشر ، فقد يسمح بمعاملة السكري من النوع الأول دون مضاعفات طويلة المدى لقمع الجهاز المناعي.

وتستخدم التقنية ، التي نشرت في 4 حزيران / يونيو في مجلة " نيتشر ماتيريالز" ، جسيمات هيدروجيل اصطناعية (microgels) لتقديم بروتين يعرف باسم Fas ligand (FasL) إلى خلايا T-effector في الجهاز المناعي مع زرع جزر البنكرياس. ويقوم بروتين FasL "بتثقيف" الخلايا المستجيبات - التي تعمل بمثابة أجهزة مراقبة في جهاز المناعة - مما يجعلها تقبل الطعم بدون الرفض لمدة 200 يوم على الأقل في نموذج حيواني.

يتم خلط الجسيمات التي تفرزها FasL ببساطة مع الجزر الحية قبل أن يتم زرعها في الفئران ، والتي تعاني من مرض السكري المستحث كيميائيا. ويعتقد الباحثون أن الهلاميات المائية المقدمة من قبل FasL لن تحتاج إلى أن تكون شخصية ، مما يسمح بعلاج "جاهز" للجزر المزروعة.

تعاون باحثون من معهد جورجيا للتكنولوجيا وجامعة لويزفيل وجامعة ميتشيغان في العمل ، الذي دعمته مؤسسة أبحاث مرض السكري الأحداث والمعاهد الوطنية للصحة. وقد بدأت بالفعل دراسة متابعة اختبار النهج في الرئيسيات غير البشرية.

وقال هافال شيروان والدكتورة ميخائيل وجون هاملتون رئيسة هيرد: "لقد تمكنا من إثبات أننا نستطيع صنع مادة بيولوجية تقطع رغبة الجسم في رفض عملية الزرع ، مع عدم مطالبة المتلقي بالبقاء في حالة من كبت المناعة المستمر". أمراض المناعة الذاتية في كلية الطب بجامعة لويسفيل ومدير برنامج المناعة الجزيئية في معهد العلاج الخلوي بالجامعة. "نتوقع أن تدل دراسة أخرى على الاستخدام المحتمل للعديد من أنواع الزرع ، بما في ذلك نخاع العظم والأعضاء الصلبة".

في الولايات المتحدة ، يعاني نحو 1.25 مليون شخص من مرض السكري من النوع الأول ، وهو يختلف عن مرض السكري من النوع الثاني الأكثر شيوعًا. يتسبب داء السكري من النوع الأول في تدمير نظام المناعة لخلايا البنكرياس الجزئية التي تنتج الأنسولين استجابة لمستويات الجلوكوز. يشمل العلاج حقن الأنسولين بشكل متكرر ليحل محل ما لم تعد تنتج الجزر. لا يوجد علاج طويل الأمد للمرض ، على الرغم من أن الأشخاص المصابين بالنوع الأول من داء السكري قد عولجوا بشكل تجريبي مع زراعة الخلايا الجزرية ، والتي تفشل دائمًا تقريبًا بعد بضع سنوات حتى مع قمع قوي للجهاز المناعي.

"الأدوية التي تسمح بزراعة الخلايا الجزرية سامة بالنسبة لهم" ، كما قال أندريس غارسيا ، ورايس إس ، وفرانك نيلي رئيس وأستاذ ريجنتس في كلية جورج وودروف للهندسة الميكانيكية بجورجيا للتكنولوجيا. "أظهرت التجارب السريرية مع زرع الجزر الصغيرة فعالية ، ولكن بعد عدة سنوات ، تم رفض الطعوم. هناك الكثير من الأمل لهذا العلاج ، ولكن لا يمكننا الحصول على تحسن ثابت".

وقال غارسيا إن من بين المشاكل ، وجود سمية لخلية الجزيرة من كبت الجهاز المناعي ، مما يجعل المرضى أكثر عرضة للآثار الضارة الأخرى مثل الالتهابات والأورام. باحثون آخرون يستكشفون تقنيات لحماية الجزر من الهجوم ، لكنهم لم ينجحوا حتى الآن.

البحث الوارد في مجلة نيتشرز للمواد يأخذ نهجا مختلفا تماما. من خلال تقديم بروتين FASL - وهو منظم مركزي لخلايا الجهاز المناعي - يستطيع الباحثون منع جهاز المناعة من مهاجمة الخلايا. بمجرد أن يتم تعليمهم في وقت الزرع ، يبدو أن الخلايا تحتفظ بقبولها للخلايا الجذعية المزروعة بعد فترة طويلة من اختفاء FasL.

"في وقت الزرع ، نحن نأخذ الجزر التي يتم حصادها من الجثث ونمزجها ببساطة مع جزيئاتنا في غرفة العمليات ونسلمها للحيوان" ، أوضح غارسيا. "لا يتعين علينا تعديل الجزر أو قمع جهاز المناعة. بعد العلاج ، يمكن للحيوانات أن تعمل بشكل طبيعي وتشفى من مرض السكري مع الاحتفاظ بتشغيل نظام المناعة الكامل لها".

يمكن تحضير الهلاميات المائية قبل أسبوعين من عملية الزرع ، ويمكن استخدامها مع أي خلايا في الجزيرة. "إن التقدم التقني الرئيسي هو القدرة على صنع هذه المادة التي تحرض القبول المناعي الذي يمكن ببساطة مزجه مع الجزر وتسليمها. يمكننا أن نجعل المواد الحيوية في مختبرنا وننقلها إلى حيث ستتم عملية الزرع ، مما يجعلها العلاج الجاهز ".

في الفئران التجريبية ، تم زرع الجزر في الكلى وإلى وسادة دهنية في منطقة البطن. إذا تم استخدام العلاج في نهاية المطاف في البشر ، من المرجح أن يتم وضع الجزر والمادّة الحيوية بشكل منظار البطن في الثرب ، وهو نسيج ذي الأوعية الدموية الكبيرة الذي يشبه لوح الدهون في الفئران. وقد أظهر مختبر غارسيا سابقا أنه يمكن أن يحفز نمو الأوعية الدموية في الخلايا الجزرية المزروعة في هذا النسيج في الفئران.

في العمل المستقبلي ، يريد الباحثون معرفة ما إذا كان يمكن الاحتفاظ بقبول الكسب غير المشروع في أجهزة مناعية أكثر تعقيدًا ، ولفترات زمنية أطول. من خلال تقليل الأضرار التي تلحق بجُزُر الجثث ، قد تتمكن التقنية الجديدة من توسيع عدد المرضى الذين يمكن علاجهم بالخلايا المانحة المتاحة.

يستخدم مختبر غارثيا جسيمات هيدروجيل بوليمرية قطرها حوالي 150 ميكرون ، أي بنفس حجم خلايا الجزرة. إنهم يصممون الجسيمات لالتقاط FASL - وهو بروتين مؤتلف جديد طورته شيروان وإسما إس. يولكو ، أستاذ مشارك في علم الأحياء الدقيقة والمناعة في جامعة لويزفيل — على سطح الجسيم ، حيث يمكن رؤية الخلايا العصبية.