Микро устройство открывает возможности клеточной терапии, такой как лечение диабета 1-го или 2-го типа с использованием глаза в качестве основы. Шведские исследователи разработали устройство для имплантации в глаз, потенциально открывающее новые возможности для клеточного лечения диабета и других заболеваний. Команда из Королевского технологического института KTH и Каролинского института создала напечатанное на 3D-принтере устройство с целью инкапсуляции продуцирующих инсулин клеток поджелудочной железы электронными датчиками. Полученные результаты были опубликованы исследователями в журнале Advanced Materials.
Сотрудничество между KTH и Каролинским институтом позволяет точно размещать микроорганизмы, в частности островки поджелудочной железы или островки Лангерганса, в глазу без использования швов. Это открывает возможность клеточной терапии, такой как лечение диабета 1-го или 2-го типа с использованием глаза в качестве основы.
По словам Анны Херланд, старшего преподавателя отдела бионанотехнологий SciLifeLab в KTH и исследовательского центра AIMES в KTH и Каролинском институте, глаз отлично подходит для этой технологии, поскольку в нем отсутствуют иммунные клетки, которые отрицательно реагировали бы на первом этапе имплантации. Благодаря своей прозрачности он позволяет визуально и под микроскопом исследовать то, что происходит с имплантатом с течением времени.
«Глаз — это наше единственное окно в организм, и он обладает иммунитетом», — сказал Херланд.
Устройство выполнено в виде клина длиной около 240 микрометров, что позволяет механически фиксировать конструкцию под углом между радужной оболочкой и роговицей в передней камере глаза (ACE). Работа демонстрирует первую механическую фиксацию устройства в передней камере глаза.
«Мы разработали медицинское устройство для удержания живых мини-органов в микроклетке и внедрили технологию откидной дверцы, чтобы избежать необходимости в дополнительной фиксации», — сказал Ваутер ван дер Вейнгарт, профессор отдела микро- и наносистем в KTH.
По словам Херланда, в ходе испытаний на мышах устройство сохраняло свое положение в живом организме в течение нескольких месяцев, а мини-органы быстро интегрировались в кровеносные сосуды животного-хозяина и функционировали нормально.
Пер-Улоф Берггрен, профессор экспериментальной эндокринологии Каролинского института, внес свой вклад в исследование, имея многолетний опыт трансплантации островков Лангерганса в переднюю камеру глаза у мышей.
«Нынешнее устройство уникально и, помимо прочего, станет основой для нашей дальнейшей работы по разработке интегрированной микросистемы для изучения функции и выживания островков Лангерганса в передней камере глаза», — сказал Берггрен.
«Это также имеет большое трансляционное значение, поскольку трансплантация островков Лангерганса в переднюю камеру глаза у людей является предметом клинических испытаний у пациентов с сахарным диабетом».
Херланд говорит, что технология преодолевает одно препятствие на пути развития клеточной терапии, в том числе для лечения диабета. А именно, нет необходимости в инвазивных методах контроля функции трансплантата и руководства уходом, чтобы обеспечить долгосрочный успех трансплантации.
«Наше изобретение — это первый шаг на пути к передовым медицинским микроустройствам, которые могут как локализовать, так и контролировать функцию клеточных трансплантатов», — сказала она.
Она сказала, что конструкция позволяет размещать мини-органы, такие как органоиды и островки Лангерганса, без ограничения поступления питательных веществ в клетки.
«Наш дизайн позволит в будущем интегрировать и использовать более продвинутые функции устройства, такие как встроенная электроника или высвобождение лекарств».
