Kan en almindelig ingrediens i vaskemiddel hjælpe med at fremme diabetesforskningen?

To iltproducerende forbindelser - inklusive en, der øger ydeevnen i nogle vaskemidler - kan en dag spille en nøglerolle i at hjælpe forskere med at opbygge en biokunstig bugspytkirtel i laboratoriet for at helbrede type 1-diabetes.

Indrapportering Biomaterialevidenskab , forskere fra Wake Forest Institute for Regenerative Medicine fandt ud af, at den ekstra ilt, som disse forbindelser giver, forbedrede funktionen og levedygtigheden af ​​insulinproducerende celler under vigtige stadier af bugspytkirtlens opbygningsproces. Cellerne er kendt for at være grådige forbrugere af ilt.

"Disse undersøgelser giver et proof of concept for at bruge ilt-genererende materialer til at løse en af ​​de største forhindringer for at konstruere en biokunstig bugspytkirtel - at sikre, at cellerne har nok ilt til at fungere, indtil strukturen integreres med kroppen, " sagde Emmanuel C. Opara, Ph.D., professor i regenerativ medicin og ledende videnskabsmand på projektet.

Forskere har i årevis arbejdet på at udvikle en biokunstig bugspytkirtel i laboratoriet for at hjælpe millioner af mennesker med type 1-diabetes. Omkring tre millioner amerikanere har sygdommen, en autoimmun lidelse, der ødelægger insulinproducerende betaceller i bugspytkirtlen. Mens insulininjektioner kan hjælpe med at kontrollere blodsukkeret, terapien kan ikke forhindre komplikationer af sygdommen, herunder nyreskade, nervesmerter og skader på blodkar i øjnene, der kan føre til blindhed.

Mens transplantation af en hel bugspytkirtel eller af dens insulinproducerende celler potentielt kan helbrede type 1-diabetes, disse muligheder tilbydes sjældent på grund af manglen på egnede pancreasdonorer og de toksiske virkninger af anti-afstødningslægemidler, som er nødvendige efter en transplantation.

Som en erstatning for disse muligheder, forskere arbejder på at bygge en biokunstig bugspytkirtel ved at indkapsle insulinproducerende celler i små biokompatible perler. Perlerne er belagt med et stof, der tillader insulin at passere igennem, men forhindrer kroppen i at genkende cellerne som "fremmede" og afvise dem. Med denne tilgang, der ville ikke være behov for medicin mod afvisning.

En stor udfordring med denne strategi er, hvordan man kan levere iltbehovet til cellerne, indtil den biokunstige bugspytkirtel danner sine egne blodkar. Insulinproducerende celler har et højt iltbehov - de bruger 10 til 12 procent af blodtilførslen til bugspytkirtlen, mens de kun tegner sig for 1 til 2 procent af dens vægt.

"En kontinuerlig tilførsel af ilt er nødvendig fra det tidspunkt, hvor cellerne først isoleres fra en donor bugspytkirtel, indtil det biokunstige organ er implanteret og udvikler sine egne blodkar, typisk fem til 10 dage efter transplantation, " sagde Opara.

Den nuværende undersøgelse fokuserede på natriumpercarbonat (SPO), bruges i vaskemidler og husholdningsrengøringsmidler, og calciumperoxid (CPO), bruges som antiseptisk og på mange andre måder. Målet var at afgøre, om forbindelserne kunne forsyne de insulinproducerende celler med oxygen - begyndende med celleisolering og fortsætte syv dage efter mikroindkapsling.

Brug af insulinproducerende celler isoleret fra rotter og grise, forskerne udførte tre undersøgelser:tilføjelse af SPO under celleisolering; evaluering af brugen af ​​SPO-partikler under cellevækstprocessen; og vurdering af, om tilsætning af CPO-partikler under indkapsling ville forbedre cellekvaliteten i løbet af en uge i et miljø med lavt iltindhold svarende til, hvad cellerne ville støde på i den menneskelige krop.

I alle undersøgelser, forskerne var i stand til at øge antallet af levende celler med cirka 50 procent og deres evne til at lave insulin med otte gange med tilsætning af ilt. De lærte, at nogle variabler, inklusive temperatur, kan bruges til at kontrollere iltniveauet. Næste, de vil arbejde for mere præcist at kontrollere iltniveauer, at forlænge den tidsperiode, hvor ilt frigives, og for at sikre, at væv ikke beskadiges af for meget ilt.

"Vi har demonstreret, at ilt-genererende materialer er potentielt en levedygtig strategi til at supplere ilt til de celler, der bruges til transplantation hos patienter med diabetes, " sagde Opara.