Эта экспериментальная процедура по пересадке поджелудочной железы может устранить необходимость в инъекциях инсулина у некоторых людей с диабетом. Но это нелегко, поэтому в настоящее время изучаются другие альтернативные варианты пересадки островковых клеток.
Хотя их название может вызвать в воображении образы обдуваемых ветром выступов у северного побережья Шотландии, островки Лангерганса, или "бета-клетки поджелудочной железы", как их чаще называют, являются естественным хранилищем клеток организма, выделяющих инсулин.
Именно эти клетки разрушаются или сильно повреждаются при диабете 1 типа и испытывают дефицит в некоторых случаях диабета 2 типа. Лишенные естественного источника инсулина, гормона, необходимого для контроля сахара в крови, люди с диабетом 1 типа должны ежедневно делать инъекции инсулина.
Однако на протяжении последнего десятилетия исследователи изучали и совершенствовали методы замены островковых бета-клеток с целью восстановления естественной выработки и высвобождения инсулина и устранения необходимости в инъекциях инсулина у людей с диабетом 1 типа. Людям с диабетом второго типа, который вызван другим процессом заболевания, такой вид терапии, как правило, не подходит.
Одним из проверенных методов пересадки островковых клеток является трансплантация поджелудочной железы - большой железы (расположенной за желудком), в которой живут бета-клетки. Исследования показали, что трансплантация поджелудочной железы может устранить необходимость в инъекциях инсулина примерно в половине случаев как минимум на пять лет.
Однако из-за рисков, связанных с операцией по пересадке и необходимостью принимать антирецидивные препараты после трансплантации, эта процедура в первую очередь подходит пациентам, которым также пересаживают почки из-за прогрессирующего заболевания почек. По данным Американской диабетической ассоциации (ADA), одновременная трансплантация почки и поджелудочной железы у избранных пациентов не увеличивает риск для пациента, может улучшить выживаемость пересаженных почек и восстановить нормальный контроль сахара в крови.
В рекомендациях ADA по лечению диабета также отмечается, что трансплантация поджелудочной железы лишь частично способна обратить вспять некоторые серьезные долгосрочные побочные эффекты диабета. Процедура позволяет избавиться от проблем с почками и необходимости ежедневных, а иногда и многократных инъекций инсулина. Но такие хронические заболевания, как болезни глаз и нервные аномалии, часто продолжают оставаться проблемой для пациентов, перенесших трансплантацию.
На момент написания этой статьи в национальном листе ожидания на пересадку поджелудочной железы находилось 1 389 человек, и еще 2 409 человек ожидали комбинированной пересадки почки и поджелудочной железы, согласно данным Объединенной сети по совместному использованию органов (UNOS).
Трансплантация островковых клеток
Несколько менее инвазивной альтернативой трансплантации поджелудочной железы является трансплантация только островковых клеток. При этой экспериментальной процедуре бета-клеточки определяются, выделяются и удаляются из донорской поджелудочной железы и вводятся в крупную вену, соединенную с печенью. Введенные островки попадают в микроскопические кровеносные сосуды, окружаются и закрепляются в ткани печени. Находясь там, клетки берут на себя производство и секрецию инсулина, превращая печень в заменитель поджелудочной железы.
Одна из проблем такого подхода заключается в том, что человеческие бета-островков мало и их трудно найти; на самом деле они составляют всего 1% всех клеток поджелудочной железы (большинство остальных клеток производят и выделяют ферменты, помогающие пищеварению). Кроме того, некоторые островки неизбежно повреждаются или разрушаются в процессе сбора, объясняет исследователь диабета в интервью Doctor.
"Процесс сбора поджелудочной железы, выделения клеток, а затем их пересадки за один день - довольно сложный, особенно если учесть, что вы можете потратить весь день на выделение клеток и так и не получить достаточного количества клеток в результате этой процедуры", - говорит Эммануэль Опара, доктор философии, доцент-исследователь кафедры экспериментальной хирургии и доцент-исследователь кафедры клеточной биологии Медицинского центра Университета Дьюка в Дареме, Северная Каролина.
Опара и его коллеги рассматривают альтернативы человеческим островковым клеткам, включая использование островков, взятых из поджелудочной железы свиней. Хотя использование органов животных в организме человека является спорным, инсулин, полученный из поджелудочных желез свиней и коров, используется с начала 1920-х годов, когда началось коммерческое производство инсулина; использование человеческого инсулина появилось относительно недавно.
Свиные островковые клетки по своей природе и функциям очень похожи на человеческие, но поскольку они происходят от животного, иммунная система пациента воспринимает их как инородных захватчиков, которые посылают специализированные клетки, чтобы выследить их, пометить для удаления и убить.
Чтобы обойти эту проблему, Опара и его коллеги из Университета Дьюка разработали специальные сферы для доставки лекарств, состоящие из сложного углевода под названием альгинат. Сферы окружают, или "инкапсулируют", островковые клетки, и, как сообщается, они достаточно пористые, чтобы позволить сахару поступать в кровь, а инсулину выходить, защищая при этом островковые клетки от действия иммунной системы. Сферы немного напоминают щели для стрел, которые использовали лучники, защищая древние замки.
Исследователи из Дьюка также изучают методы замораживания собранных островковых клеток. "Одна из задач, которую я решаю, заключается в разработке процедур, которые позволят нам хранить эти клетки в очень жизнеспособном состоянии, чтобы, когда они вам понадобятся, вы примерно повторили ситуацию, когда вы идете к врачу за рецептом [на островковые клетки], а затем идете в аптеку, чтобы забрать их", - рассказывает Опара.
По словам Опары, помимо создания резервов островковых клеток, этот метод имеет и такой полезный побочный эффект: клетки становятся менее агрессивными для иммунной системы, что помогает им дольше сохраняться при пересадке пациенту с диабетом 1 типа.
Островковые листки, вирусы и стволовые клетки
Другие исследовательские группы работают над созданием листов островковых клеток, окруженных пористым пластиком; полученные листы теоретически могут служить биоискусственными поджелудочными железами. Другие экспериментируют с вирусами, которые могут сделать трансплантацию бета-клеток более приемлемой для иммунной системы, что представляет собой биологическую "скрытую" технологию.
Как сообщал "Доктор" в 2001 году, исследователи из Национального института здоровья работают над созданием нового метода восстановления выработки инсулина, заставляя эмбриональные стволовые клетки превращаться в бета-клеточки - специализированный тип клеток, вырабатывающих инсулин. Если этот метод сработает на людях, он может стать серьезным прорывом в лечении диабета и даже заменить инъекционный инсулин, сообщают исследователи в выпуске журнала Science от 26 апреля.
Но поскольку новые клетки, выделяющие инсулин, получены из типа неспециализированных клеток, встречающихся только на самых ранних стадиях развития эмбриона, человеческая версия лечения столкнется с жесткой оппозицией со стороны политических и религиозных правых, которые выступают против медицинских исследований с использованием клеток, полученных из человеческих эмбрионов.
В 2001 году администрация Буша объявила о запрете на исследования с использованием клеток, полученных из недавно созданных эмбрионов (таких, как те, которые ежедневно выбрасываются клиниками по лечению бесплодия), ограничив ученых в работе с имеющимися в настоящее время линиями стволовых клеток; исследователи стволовых клеток заявили, что это решение лишает их возможности проводить значимые исследования и может задержать разработку жизненно важных методов лечения - например, лечения диабета - на годы или даже десятилетия.
