به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، دیابت نوع 1 وضعیتی است که در آن سیستم ایمنی خود سلول‌های β پانکراس را که مسئول تولید انسولین، هورمونی است که در کنترل گلوکز خون نقش دارد، از بین می‌برد. امروزه در شیوه‌های درمانی نوین، سلول درمانی به عنوان جایگزینی برای تزریق انسولین که دیگر پاسخ پویایی به نوسانات سطح گلوکز ارائه نمی‌دهد، مطرح شده است. اخیراً نیز مهندسی بافت، از جمله چاپ زیستی سه بعدی پانکراس، اهمیت بالینی پیدا کرده است و به یک روش بالقوه برجسته برای برای درمان دیابت نوع 1 تبدیل شده است. به طور خاص، پیوند سلولی شامل پیوند جزایر پانکراس از اهداکنندگان فوت شده است. این جزایر مجموعه‌ای از سلول‌ها در لوزالمعده هستند که شامل سلول‌های β تولیدکننده انسولین هستند. علیرغم اینکه یک درمان مؤثر با فواید متعدد است، کاربرد گسترده آن به دلیل مشکل در یافتن اهداکنندگان سازگار و لزوم سرکوب سیستم ایمنی گیرنده با چالش‌هایی مواجه است. مورد دوم ضروری است زیرا سیستم ایمنی گیرنده جزایر پیوند شده را خارجی می‌شناسد و به آنها حمله می‌کند. بنابراین این مطالعه با هدف ارزیابی عملکرد جزایر پانکراس تولید شده با چاپ زیستی سه بعدی در مدل موش انجام شد.

دیابت نوع 1 و سلول‌ درمانی

دیابت یک بیماری خودایمنی است که زمانی رخ می‌دهد که پانکراس انسولین کافی را تحویل ندهد یا بدن نتواند به انسولین موجود واکنش نشان دهد. دیابت نوع 1 یک بیماری خود ایمنی است که با افزایش مداوم قند خون و کمبود انسولین به دلیل تخریب سلول‌های بتا در جزایر لانگرهانس (جزایر پانکراس) تعریف می‌شود. عوارض طولانی مدت، مانند دژنراسیون عروقی، نابینایی و نارسایی کلیه، ناشی از نوسانات دوره ای سطح گلوکز به دنبال درمان با انسولین اگزوژن است. با این وجود، کمبود اهداکنندگان عضو و وابستگی مادام‌العمر به داروهای سرکوب‌کننده سیستم ایمنی، پیوند کل پانکراس یا جزایر پانکراس را که درمان این بیماری است، محدود می‌کند. اگرچه کپسوله کردن جزایر پانکراس با استفاده از هیدروژل های متعدد، یک محیط نیمه ممتاز برای جلوگیری از رد ایمنی ایجاد می‌کند، هیپوکسی که در هسته کپسول‌ها رخ می‌دهد مانع اصلی است که باید حل شود. فناوری چاپ زیستی فرآیندی نوآورانه در مهندسی بافت پیشرفته است که امکان مرتب سازی طیف وسیعی از انواع سلول‌ها، مواد زیستی و عوامل زیست فعال را به عنوان یک ماده زیستی برای شبیه سازی محیط بافت بومی برای ساخت بافت جزایر پانکراس زیست مصنوعی با کاربرد بالینی فراهم می‌کند. سلول‌های بنیادی چند توان این پتانسیل را دارند که راه‌حلی برای کمبود اهداکننده باشند و می‌توانند منبع قابل اعتمادی برای تولید سلول‌های β عملکردی پیوند خودکار و آلوگرافت یا حتی بافت جزایر مانند پانکراس باشند. استفاده از سلول‌های پشتیبان، مانند سلول‌های اندوتلیال، سلول‌های T تنظیم‌کننده و سلول‌های بنیادی مزانشیمی، در چاپ زیستی ساختار جزایر مانند پانکراس می‌تواند باعث افزایش عروق و تنظیم فعالیت ایمنی شود. علاوه بر این، داربست‌هایی که با استفاده از مواد زیستی که می‌توانند پس از چاپ اکسیژن آزاد کنند یا رگ‌زایی را افزایش دهند، می‌توانند عملکرد سلول‌های β و بقای جزایر پانکراس را افزایش دهند، که می‌تواند یک راه امیدوارکننده باشد.

چاپ زیستی سه بعدی پانکراس

اخیراً، مهندسی بافت، از جمله چاپ زیستی سه بعدی پانکراس، اهمیت بالینی پیدا کرده است و به یک روش بالقوه برجسته برای درمان سفارشی برای دیابت نوع 1 تبدیل شده است. استفاده از جزایر مشتق شده از اهداکننده در سازه‌های چاپ زیستی سه بعدی می‌تواند در آزمایشات بالینی سریعتر از جزایر مشتق شده از سلول‌های بنیادی یا جزایر مشتق شده از خوک حذف شده مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، قبل از اینکه رویکرد مبتنی بر مهندسی بافت به طور موثر مورد استفاده قرار گیرد، مشکلات نوظهور مانند جداسازی جزایر لانگرهانس، روش پیوند و حفظ شرایط در محیط جدید نیاز به بهبود دارند. شرایط سخت جداسازی، جزایر را تحت عوامل استرس زیادی قرار می‌دهد، از جمله قرار گرفتن در معرض سمیت سلولی آنزیم‌های تخریب ماتریکس و تغییر سیگنال‌دهی سلولی، اما همچنین عروق زدایی، ایسکمی یا استرس اکسیداتیو. بنابراین مرحله اول فرآیند جداسازی جزایر با هدف تخریب ECM (ماتریکس خارج سلولی) است و به نظر می‌رسد اختلال در اتصال سلول-ECM آنچه را که در حفظ عملکرد و هویت جزایر حیاتی است از بین می‌برد. حفظ ریزمحیط مناسب جزایر پس از فرآیند جداسازی، مرحله محدودکننده بعدی است که بر اثربخشی فرآیند و عملکرد جزایر تأثیر می‌گذارد. با توجه به اینکه ماتریکس خارج سلولی پانکراس عمدتاً از کلاژن نوع I، III، IV، V و VI، الاستین و همچنین لامینین و فیبرونکتین تشکیل شده است. داربست‌های بافتی خاص (ساختارها)، که از پلیمرهای زیستی تشکیل شده اند، اغلب برای تقلید از محیط بومی پانکراس استفاده می‌شوند.. به طور خاص، اجزای بیوپلیمرهای هیدروژل، مانند کلاژن، ژلاتین، و اسید هیالورونیک، ریزمحیط پانکراس مانندی را ایجاد می‌کنند که به کشت جزایر کمک می‌کند و همچنین باعث ایجاد چسبندگی و تحریک تکثیر، تمایز و زنده‌مانی سلولی می‌شود. بنابراین فرآیند سلول زدایی بافت هدف، ECM را با کیفیت مناسبی ارائه می‌کند که تمام خواص بیوشیمیایی و عملکردی داربست های اختصاصی پانکراس را حفظ می کند. با این وجود، تمامی این روش‌ها معایبی زیادی دارند، بنابراین نویسندگان در این مطالعه یک رویکرد نوآورانه شامل تولید مواد زیستی و داربست‌هایی را توسعه دادند که عملکرد جزایر پانکراس جدا شده از اندام بومی را به طور قابل‌توجهی بهبود می‌بخشد.

روش درمانی Uniink

Uniink به عنوان یک روش تکامل یافته درمانی است که جدیدا ارائه شده است. این پروژه یک روش چاپ زیستی ابتکاری سه بعدی را برای تولید مقادیر قابل توجهی از میکروسفرهای زیست سازگار پر شده با سلول‌هایی معرفی می‌کند که می‌توانند انسولین را در پاسخ به سیگنال‌های گلوکز خارجی ترشح کنند. ادغام این روش با حامل‌های فیزیکی، مانند کپسولاسیون، برای محافظت از سلول‌های پیوند شده از سیستم ایمنی میزبان عمل می‌کند. این رویکرد دارای پتانسیل تسهیل بازیابی پیوند و بازیابی تنظیم طبیعی سطوح گلوکز است. این سیستم نوآورانه توسط Laura Clua Ferré در طول پایان نامه دکترای خود در گروه تحقیقاتی رامون توسعه داده شد. در پروژه جدید که کار Clua را ادامه می‌دهد، تیم IBEC اثربخشی Uniink را با استفاده از مدل‌های موش ارزیابی می‌کند و با گروه Anna Novial در موسسه تحقیقات بیومدیکال آگوست Pi i Sunyer (IDIBAPS) برای تهیه سلول‌های اهداکننده همکاری خواهد کرد.

تولید امید جدیدی برای بیماران مبتلا به دیابت نوع یک

در حال حاضر، یک حق اختراع برای سیستم کپسوله سازی ثبت شده است، و همانطور که خاویر رامون توضیح داد، "در طول پروژه، با توجه به اینکه کار پیشرفت خوبی داشته است، امکان تاسیس یک شرکت جدید و همکاری با شرکای خصوصی را با هدف پیشرفت این فناوری به سمت بالینی  را نیز بررسی خواهیم کرد. زیرا در اصل، Uniink این پتانسیل را دارد که درمان دیابت نوع 1 را تغییر دهد و امید جدیدی را به بیماران مبتلا به این بیماری ارائه دهد.

پایان مطلب/.