Пересаженные инсулиновые клетки защитили от иммунитета

Диабет первого типа можно преодолеть с помощью пересадки новых инсулиновых клеток, защищённых от иммунной агрессии специальной капсулой.

Диабет первого типа возникает из-за того, что иммунная система атакует в поджелудочной железе клетки, синтезирующие инсулин. Человек с диабетом вынужден по нескольку раз на дню сам измерять уровень сахара у себя в крови и делать инсулиновые инъекции.

пересаженные инсулиновые клетки защитили от иммунитета
Полимерная капсула с клетками, синтезирующими инсулин.

Очевидное решение здесь состоит в том, чтобы просто пересадить больному инсулинсинтезирующие клетки взамен погибших – чтобы в организме снова было кому следить за углеводным обменом. Однако здесь возникает та же проблема с иммунитетом, который атакует уже новые, пересаженные клетки, и усмирить его можно только с помощью иммуносупрессорных лекарств. То есть нужно найти какой-то способ защитить трансплантируемые инсулиновые клетки от иммунной системы, поставить между ними какой-то барьер.

пересаженные инсулиновые клетки защитили от иммунитета
Поверхность полимерной капсулы, защищающей содержащиеся в ней клетки от ненужного внимания иммунитета.

Несколько лет назад сотрудники Массачусетского технологического института придумали для этого специальные капсулы, сделанные из химически модифицированной альгиновой кислоты, которую получают из некоторых видов водорослей. Альгиновая кислота и её производные представляет собой вязкий полисахарид, в который можно поместить клетки, так что они будут там нормально жить и работать, причём к ним сквозь стенку капсулы могут проникать молекулы сахаров и белков – то есть, сидя в альгиновой «камере», такие клетки вполне могут чувствовать уровень глюкозы вокруг и синтезировать в ответ нужное количество инсулина.

пересаженные инсулиновые клетки защитили от иммунитета
Срез через человеческую поджелудочную железу; клетки, синтезирующие инсулин, образую особые скопления – островки Лангерганса (окрашены красным.).

Правда, как оказалось, такие капсулы, будучи пересажены в живые ткани, вызывали рубцевание: иммунитет не старался их «съесть», но всё же воспринимал их как инородные объекты, попавшие в организм после ранения (что, в общем-то, правда), и действовал просто по другой схеме, то есть наращивал вокруг нехорошего места соединительнотканную «подушку», рубец. В итоге инсулинсинтезирующие клетки в альгиновых капсулах вообще оказывались изолированными от всего и становились бесполезными.

Так что теперь перед исследователями встала задача, как обмануть иммунитет уже другим манером, и, судя по двум статьям в Nature Biotechnology и в Nature Medicine, Дэниэл Андерсон (Daniel G Anderson) и его коллеги эту задачу решили. Из нескольких сотен возможных химических модификаций альгиновой кислоты они попытались выбрать ту, которая делает альгинатовые капсулы невидимыми для иммунной системы. Тесты на мышах и обезьянах показали, что наиболее перспективным тут является TMTD, или триазол-тиоморфолин диоксид: если молекулу TMTD прикрепляли к полимерной альгиновой кислоте, она переставала раздражать иммунитет.

В следующих опытах человеческие клетки, синтезирующие инсулин, сажали в капсулы из модифицированной TMTD альгиновой кислоты и вводили их в брюшную полость мышей с чрезвычайно активной иммунной системой. И вот, несмотря на весьма активный иммунитет нового хозяина, пересаженные клетки нормально жили в мышах всё время, пока длился эксперимент, то есть 174 дня, синтезируя инсулин и успешно регулируя уровень сахара в крови у животных.

Разумеется, здесь ещё предстоит точно определить, сколько клетки в капсулах сами по себе могут оставаться в живых, и сработает ли такой метод в человекообразных приматах. Если дальнейшие результаты оправдают ожидания, то проблема с диабетом первого типа будет отчасти решена: больных достаточно будет снабдить нужной порцией свежих клеток, которые под защитой альгинатовой капсулы будут сами следить за уровнем глюкозы. Также стоит отметить, что и сам материал, обеспечивающий иммунную невидимость, очевидно, найдёт самое широкое применение в трансплантологии и вообще в биотехнологии.

Автор: Кирилл Стасевич

Ссылка на источник