Диабет 1 типа остается проблемой, несмотря на наличие, казалось бы, простого решения: поскольку пациенты с СД1 потеряли клетки, вырабатывающие инсулин, должна быть возможность пересадить эти клетки в их организм и восстановить нормальную функцию. К сожалению, на самом деле все не так просто, и все это благодаря иммунной системе, которая атакует и уничтожает пересаженные клетки поджелудочной железы, будь то от донора или выращенные из собственных стволовых клеток пациента.
Однако ситуация может измениться, по крайней мере, если этот имплантируемый биореактор, вырабатывающий инсулин, окажется успешным. Устройство разработано на кафедре химической инженерии Массачусетского технологического института, и, как и более ранние имплантаты, оно основано на инкапсуляции островковых клеток, которые являются клетками, продуцирующими инсулин в поджелудочной железе, внутри полупроницаемой мембраны. Это позволяет инсулину, который они вырабатывают, диффундировать в кровь, а глюкозе, которая контролирует выработку инсулина в островковых клетках, диффундировать внутрь. Проблема с таким расположением заключается в том, что ресурсоемкие островковые клетки испытывают недостаток кислорода внутри своей капсулы, что, очевидно, является проблемой для жизнеспособности имплантата.
Решение: электролиз. O2-макроустройство, как называется имплантат, использует крошечную схему сбора энергии для выработки кислорода для островковых клеток непосредственно из собственной интерстициальной воды пациента. Схема пропускает ток через протонообменную мембрану, которая расщепляет молекулы воды на молекулярный кислород для островковых клеток. Говорят, что водород рассеивается безвредно; похоже, что это может вызвать локальный кислотно-щелочной дисбаланс, но существует множество метаболических путей, которые могут справиться с подобными вещами.
Имплантат выглядит многообещающим; он поддерживал уровень глюкозы в крови мышей с диабетом под контролем, в то время как у мышей, получивших имплантат с отключенными клетками, вырабатывающими кислород, через две недели начиналась гипергликемия. Что действительно интригует, так это то, что авторы исследования, похоже, планируют перейти к коммерческому производству, поскольку они демонстрируют различные методы массового производства ячейки из стандартных 150-миллиметровых кремниевых пластин с использованием фотолитографии.
Диабетики 1 типа и раньше сталкивались с «искусственной поджелудочной железой», поэтому здесь явно уместен выжидательный подход. Но, похоже, лечение диабета не столько как медицинской проблемы, сколько как инженерной, может просто принести дивиденды.
